题目内容


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


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8.00×103 C~8.25×103 C

C=得,电容器电容(C)约为:1.30×103 F~1.33×103 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


练习册系列答案
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阅读如下资料并回答问题:

自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射因与温度有关,称为势辐射,势辐射具有如下特点:辐射的能量中包含各种波长的电磁波;物体温度越高,单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大;在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同。

处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量,如果它处在平衡状态,则能量保持不变,若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的物体,它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体,单位时间内从黑体表面单位央积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比,即,其中常量瓦/(米2·开4)。

在下面的问题中,把研究对象都简单地看作黑体。

有关数据及数学公式:太阳半径千米,太阳表面温度开,火星半径千米,球面积,,其中R为球半径。

(1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-9米~1×10-4米范围内,求相应的频率范围。

(2)每小量从太阳表面辐射的总能量为多少?

(3)火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射可认为垂直身到面积为为火星半径)的圆盘上,已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍,忽略其它天体及宇宙空间的辐射,试估算火星的平均温度。

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