問題詳情:
如圖12是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖,其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶的電荷量Q,從而求出其電容C.該實驗的*作步驟如下:①按電路圖接好實驗電路;②接通開關S,調節電阻箱R的阻值,使微安表的指針接近滿刻度,記下這時的電壓表讀數U0=6.2 V和微安表讀數I0=490 μA;③斷開電鍵S並同時開始計時,每隔5 s或10 s讀一次微安表的讀數i,將讀數記錄在預先設計的表格中;④根據表格中的12組數據,以t為橫座標,i為縱座標,在座標紙上描點(圖中用“×”表示),則:
(1)根據圖示中的描點作出圖線.
(2)試分析圖示中i-t圖線下所圍的“面積”所表示的物理意義.
(3)根據以上實驗結果和圖線,估算當電容器兩端電壓為U0所帶的電量Q0,並計算電容器的電容.
圖12
【回答】
解:(1)根據描點繪出圓滑的曲線如圖所示.
注:(a)繪出折線不得分;(b)繪出的曲線應與橫軸相切,否則酌情扣分.
(2)圖中i-t圖線下所圍的“面積”表示斷開電鍵後通過電阻R的電量,即電容器兩端電壓為U0時所帶電量為Q.
(3)根據繪出圖線,估算“面積”格數約32~33格(此範圍內均得分,下同).
因此,電容器電容為U0時,帶電量(Q0)約為8.00×10-3 C~8.25×10-3 C
由C=得,電容器電容(C)約為:1.30×10-3 F~1.33×10-3 F
評分:(1)繪圖正確得4分;(2)“面積”意義分析正確得5分;(3)電容計算正確得5分
知識點:物理競賽
題型:計算題