如圖甲所示是一種測量電容的實驗電路圖,實驗是通過對高阻值電阻放電的方法,測出電容器充電至其兩端電壓為U時所帶電量Q,從而再求出電容器的電容C.某同學(xué)在一次實驗時的情況如下:接通開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)近滿刻度,記下此時電流表的示數(shù)是I0=490 μA,電壓表的示數(shù)U0=6.0 V,I0、U0分別是電容器放電時的初始電壓和電流.?dāng)嚅_開關(guān)S,同時開始計時,每隔5 s(10 s)測讀一次電流I的值,將測得數(shù)據(jù)填入如下所示的表格中.
(1)在圖乙坐標(biāo)系上畫出I-t圖線;
(2)圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義是_______________________________.
(3)該電容器的電容為:_______________ ________________________________.
電流I/μA | 490 | 380 | 280 | 230 | 180 | 100 | 50 | 25 | 10 |
時間t/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 55 |
解析 (1)根據(jù)實驗所記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作I-t圖像(如圖丙所示),注意作圖時要描點作圖,然后用平滑的曲線連接;(2)由電流強(qiáng)度的定義式q=It和在坐標(biāo)紙中作出的I-t圖線與運動學(xué)中的v-t圖線類比可知,I-t圖線與時間軸所圍成的面積表示放電過程中通過回路的總電量;(3)I-t圖線與時間軸所圍成的方格數(shù)為34個,則算出放電過程中通過回路的總電量為q=34×50×10-6×5 C=8.5×10-3 C(32~36個均可),由電容定義式可知C==F=1.42×10-3F(1.33×10-3~1.50×10-3均正確).
答案 (1)見解析 (2)放電量 (3)1.42×10-3 F
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如圖甲所示是一種測量電容的實驗電路圖,實驗是通過對高阻值電阻放電的方法,測出電容器充電至其兩端電壓為U時所帶電量Q,從而再求出電容器的電容C.某同學(xué)在一次實驗時的情況如下:接通開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)近滿刻度,記下此時電流表的示數(shù)是I0=490 μA,電壓表的示數(shù)U0=6.0 V,I0、U0分別是電容器放電時的初始電壓和電流.?dāng)嚅_開關(guān)S,同時開始計時,每隔5 s(10 s)測讀一次電流I的值,將測得數(shù)據(jù)填入如下所示的表格中.
(1)在圖乙坐標(biāo)系上畫出I-t圖線;
(2)圖乙中圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義是_______________________________.
(3)該電容器的電容為:_______________ ________________________________.
電流I/μA | 490 | 380 | 280 | 230 | 180 | 100 | 50 | 25 | 10 |
時間t/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 55 |
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