Question

【題目】如圖甲所示是一種觀察電容器的充、放電并可以測量電容的實驗電路圖。先使開關S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開關擲向2端，電容器通過電阻R放電。回答下列問題

（1）電容器充電過程中流經電流表的電流方向為b→a，判斷電容器放電過程中流經電流表的電流方向；

（2）將電路中的電流表換成電流傳感器（如圖乙所示），在電容器充放電時，傳感器可以將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t圖像，如圖丙所示為放電時電流變化情況，已知充電電壓U=8V

a．在丙圖中畫出一個豎立的狹長矩形（圖丙的最左邊），它的物理意義是什么。

b．請根據I-t圖像估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量Q，并計算電容C的大小。

Answer 1

【答案】（1）電流方向從a到b（2）0.2s內釋放的電荷量（3）Q=2.8×10-3C～3.44×10-3C， C=3.5×10-4F～4.3×10-4F答案合理即給分。

【解析】

(1)充電過程電流方向為b→a，所以充完電后電容器上極板帶負電，所以放電時的電流方向從a到b；

(2)a．圖像中圖線與坐標軸所圍面積表示電荷量，所以豎立的狹長矩形的面積為0.2s內釋放的電荷量；

b．圖像中圖線與坐標軸所圍面積表示電荷量，圖線與坐標軸所圍面積格數約為35-43格，所以

Q=2.8×10-3C～3.44×10-3C

由公式可知，

C=3.5×10-4F～4.3×10-4F