Question

如图12是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C.该实验的操作步骤如下：①按电路图接好实验电路;②接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U₀＝6.2 V和微安表读数I₀＝490 μA;③断开电键S并同时开始计时，每隔5 s或10 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;④根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(图中用“×”表示),则：

(1)根据图示中的描点作出图线.

(2)试分析图示中i-t图线下所围的“面积”所表示的物理意义.

(3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器两端电压为U₀所带的电量Q₀，并计算电容器的电容.

图12

Answer 1

解：(1)根据描点绘出圆滑的曲线如图所示.

注：(a)绘出折线不得分；(b)绘出的曲线应与横轴相切，否则酌情扣分.

(2)图中i-t图线下所围的“面积”表示断开电键后通过电阻R的电量，即电容器两端电压为U₀时所带电量为Q.

(3)根据绘出图线，估算“面积”格数约32～33格(此范围内均得分，下同).

因此，电容器电容为U₀时，带电量(Q₀)约为8.00×10^－3 C～8.25×10^－3 C

由C=得，电容器电容(C)约为：1.30×10^－3 F～1.33×10^－3 F

评分：(1)绘图正确得4分；(2)“面积”意义分析正确得5分；(3)电容计算正确得5分