Question

【題目】用下列器材測量電容器的電容：一塊多用電表，一臺直流穩壓電源，一個待測電容器（額定電壓16V），定值電阻R1（阻值未知），定值電阻R2=150Ω，電流傳感器、數據采集器和計算機，單刀雙擲開關S，導線若干．

實驗過程如下：

實驗次數	實驗步驟
第1次	①用多用電表的“×10”擋測量電阻R1，指針偏轉如圖甲所示．
	②將電阻R1等器材按照圖乙正確連接電路，將開關S與1端連接，電源向電容器充電．
	③將開關S擲向2端，測得電流隨時間變化的i﹣t曲線如圖丙中的實線a所示．
第2次	④用電阻R2替換R1，重復上述實驗步驟②③，測得電流隨時間變化的i﹣t曲線如圖丁中的某條虛線所示．
說明：兩次實驗中電源輸出的直流電壓恒定且相同．

請完成下列問題：

（1）由圖甲可知，電阻R1的測量值為______Ω．

（2）第1次實驗中，電阻R1兩端的最大電壓U=___V．利用計算機軟件測得i﹣t曲線和兩坐標軸所圍的面積為42.3mAS，已知電容器放電時其內阻可以忽略不計，則電容器的電容為C=________．

（3）第2次實驗中，電流隨時間變化的i﹣t曲線應該是圖丁中的虛線__（選填“b”、“c”或“d”），判斷依據是_________________________________________________．

Answer 1

【答案】 （1）100 （2）9 4.7×10-3F (3)C 因為兩次電壓相同，電容不變，所以電量相同圖線與坐標軸所圍成的面積應該相同，同時最大放電電流應該小于90mA

【解析】試題分析：（1）歐姆表讀數=表盤刻度×倍率；（2）由i-t圖象得到開始時電流，結合歐姆定律求解電壓；根據求解電容；
（3）根據歐姆定律，電阻越大，最大電流越小．

（1）歐姆表讀數=表盤刻度×倍率=10×10=100Ω；
（2）由i-t圖象得到開始時電流為：I=90mA=0.09A；故最大電壓為；故電容為

（3）換用150Ω的電阻，則根據，因第2次實驗的最大電流小些，故不是b；根據，因兩條曲線分別與坐標軸所圍的面積相等，故不是d，是c；