Question

(15分)如圖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.該實驗的操作步驟如下：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并同時開始計時，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為橫坐標，i為縱坐標，在坐標紙上描點(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，并計算電容器的電容。

Answer 1

解析：

(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”表示斷開電鍵后通過電阻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(此范圍內均得分，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