题目内容
【题目】某同学欲测量一电容器的电容,他采用高电阻放电法来测量,电路图如图甲所示.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)先判断电容器的好坏,使用万用表的电阻挡进行测量,观察到万用表指针向右偏转较大角度,又逐渐返回到起始位置,此现象说明电容器是____(选填“好”、“坏”)的;
(2)按如图甲所示电路原理图连接好实验电路,将开关S接通____(选填“1”、“2”),对电容器进行充电,调节可变电阻R的阻值,再将开关S接通另一端,让电容器放电,观察微安表的读数,直到微安表的初始指针接近满刻度;
(3)此时让电容器先充电,记下这时的电压表读数U0=2.9V,再放电,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。根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在乙图所示的坐标纸上描点(图中用“×”表示),请在图上作出电流i与时间t的曲线______;
(4)根据以上实验结果和图象,算出该电容器的电容约为____F(结果保留两位有效数字).
【答案】好 1 2.6×10-3~3.0×10-3之间
【解析】
(1)[1]使用万用表的电阻挡进行测量,观察到万用表指针向右偏转较大角度,又逐渐返回到起始位置,此现象说明电容器是好的。
(2)[2] 将开关S接通“1”,电容器与电源连接,对电容器进行充电。
(3)[3] 根据坐标系内所描出的点,用平滑的曲线把各点连接起来,可作出作出电流i与时间t的图象如图:
(4)[4]由知,电荷量为It图象与坐标轴所围的面积,即面积为电容器在开始放电时所带的电荷量。由图象可知“面积”格数约32格(3133格均正确),每小格相当于2.5×10 -4 C,所以电容器电容为U0时,电荷量Q=7.75×103C(8.00×103C8.25×103C均正确),电容器的电容 (2.6×10-3~3.0×10-3之间均正确)。