Question

如圖1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，使微安表的指針接觸滿刻度，記下這時的電壓表讀數U0=6.2V和微安表讀數I0=490μA；
③斷開電鍵S并同時開始計時，每隔5s或10s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，在圖2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時所帶的電荷量Q0，并計算電容器的電容．

Answer 1

分析：（1）用平滑的曲線連接，作出圖象．
（2）由△Q=I?△t知，電荷量為I-t圖象與坐標軸所包圍的面積．
（3）計算面積時可數格數（四舍五入），然后由C=

Q

U

求得電容C．

解答：解：（1）根據坐標系內所描出的點，用平滑的曲線把各點連接起來，作出圖象，圖象如圖所示．
（2）由△Q=I?△t知，電荷量為I-t圖象與坐標軸所包圍的面積：則面積為電容器在開始放電時時所帶的電荷量．
（3）由圖示圖象可知，“面積”格數約32～33格．電容器電容為U_o時，電荷量Q=8.00×10^-3C（8.00×10^-3C～8.25×x10^-3C均正確），電熱器的電容C=

Q

U

=

8×10-3

8

=1×10^-3F；
故答案為：（1）圖象如圖所示；（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的電荷量，
（3）電容器的電容為1×10^-3F．

點評：本題明確圖象的面積的意義，學會面積的估算方法．能根據實驗原理，分析實驗誤差．