《2025年步步高大一轮复习讲义物理教科版》

(1) 电容器的充电过程

如图所示，当开关 $ S $ 接 $ 1 $ 时，电容器接通电源，在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因电子而带电，负极板因电子而带电。正、负极板带的正、负电荷，电荷在移动的过程中形成电流。
在充电开始时电流比较(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐(填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动，电流 $ I = 0 $。
(2) 电容器的放电过程

如图所示，当开关 $ S $ 接 $ 2 $ 时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生，在电子移动过程中，形成电流。
放电开始电流较(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减少，电路中的电流逐渐(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零。

答案：
(1)失去；正；得到；负；等量；大；减小
(2)中和；大；减小

【例 1】(2024·重庆卷·12)探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源 $ E $，定值电阻 $ R_0 $，电容器 $ C $，单刀双掷开关 $ S $。

(1) 为测量电容器充放电过程电压 $ U $ 和电流 $ I $ 变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测电压(填“电流”或“电压”)仪器。
(2) 接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为0。
(3) 根据测得的数据，某过程中电容器两端电压 $ U $ 与电流 $ I $ 的关系图如图乙所示。该过程为放电(填“充电”或“放电”)。放电过程中电容器两端电压 $ U $ 随时间 $ t $ 变化关系如图丙所示。$ 0.2 \, s $ 时 $ R_0 $ 消耗的功率0.32 $ W $。

答案： 例1
(1)电压
(2)0
(3)放电 0.32
解析
(1)位置②与电容器并联，为测电压仪器。
(2)电压表示数最大时，电容器充电完毕，充电电流为零，电流表示数为零。
(3)题图乙中$\frac{U}{I}=k$为定值，结合电路，将图像逆向分析，此为放电过程，k = R₀，
故该过程为电容器放电过程。
由题图丙可知t = 0.2s时电容器两端电压为U = 8V，
由题图乙可知当U = 8V时，电流I = 40mA，
则电阻R₀消耗的功率P = UI = 8×40×10⁻³W = 0.32W。