Question

19．如圖甲所示是電容器充、放電電路．配合電流傳感器，可以捕捉瞬間的電流變化，并通過(guò)計(jì)算機(jī)畫出電流隨時(shí)間變化的圖象．實(shí)驗(yàn)中選用直流8V電源，電容器選用電解電容器．先使單刀雙擲開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，這個(gè)過(guò)程可瞬間完成．然后把單刀雙擲開關(guān)S擲向2端，電容器通過(guò)電阻R放電，傳感器將電流傳入計(jì)算機(jī)，圖象上顯示出放電電流隨時(shí)間變化的I-t曲線，如圖乙所示．

根據(jù)甲乙圖回答以下問(wèn)題
（1）電容器充電完成后，電容器兩端的電壓U=8V，
（2）試估算電容器放電過(guò)程通過(guò)電阻R的電荷量Q=0.024c
（3）如果電容器上所標(biāo)的電容模糊不清，請(qǐng)根據(jù)以上的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，估算值C=0.75×10^-3F．

Answer 1

分析 （1）電容器兩端的電壓和與之并聯(lián)部分兩端的電壓相等；
（2）通過(guò)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)，求出一個(gè)格子對(duì)應(yīng)的電量，再結(jié)合圖象所包含的面積，算出多少個(gè)格子，從而即可求解；
（3）根據(jù)電容器的電容C=$\frac{Q}{U}$ 可知，結(jié)合電量與電勢(shì)差，即可求解．

解答 解：（1）電容器直接和電源相連，故其兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)；故E=8V；
（2）根據(jù)圖象的含義，因Q=It，所以豎直狹長(zhǎng)矩形的面積表示為：在0.1s內(nèi)電容器的放電量；
根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個(gè)格子的電量為0.04×10^-3C，由大于半格算一個(gè)，小于半格舍去，因此圖象所包含的格子個(gè)數(shù)為60，
所以釋放的電荷量是q=0.04×10^-3C×150C=6×10^-3C；
（3）根據(jù)電容器的電容C=$\frac{Q}{U}$ 可知，C=$\frac{6×1{0}^{-3}}{8}$F=0.75×10^-3F
故答案為：（1）8；（2）0.024；（3）0.75×10^-3

點(diǎn)評(píng) 本題考查電容的性質(zhì)以及圖象的含義，知道如何通過(guò)圖象求電量，掌握電容器的電容公式，理解其比值定義法．