Question

【題目】用下列器材測(cè)量電容器的電容：一塊多用電表，一臺(tái)直流穩(wěn)壓電源，一個(gè)待測(cè)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(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)，單刀雙擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干．

實(shí)驗(yàn)過程如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	實(shí)驗(yàn)步驟
第1次	①用多用電表的“×10”擋測(cè)量電阻R1，指針偏轉(zhuǎn)如圖甲所示．
	②將電阻R1等器材按照?qǐng)D乙正確連接電路，將開關(guān)S與1端連接，電源向電容器充電．
	③將開關(guān)S擲向2端，測(cè)得電流隨時(shí)間變化的i﹣t曲線如圖丙中的實(shí)線a所示．
第2次	④用電阻R2替換R1，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②③，測(cè)得電流隨時(shí)間變化的i﹣t曲線如圖丁中的某條虛線所示．
說明：兩次實(shí)驗(yàn)中電源輸出的直流電壓恒定且相同．

請(qǐng)完成下列問題：

（1）由圖甲可知，電阻R1的測(cè)量值為______Ω．

（2）第1次實(shí)驗(yàn)中，電阻R1兩端的最大電壓U=___V．利用計(jì)算機(jī)軟件測(cè)得i﹣t曲線和兩坐標(biāo)軸所圍的面積為42.3mAS，已知電容器放電時(shí)其內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，則電容器的電容為C=________．

（3）第2次實(shí)驗(yàn)中，電流隨時(shí)間變化的i﹣t曲線應(yīng)該是圖丁中的虛線__（選填“b”、“c”或“d”），判斷依據(jù)是_________________________________________________．

Answer 1

【答案】 （1）100 （2）9 4.7×10-3F (3)C 因?yàn)閮纱坞妷合嗤�，電容不變，所以電量相同圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積應(yīng)該相同，同時(shí)最大放電電流應(yīng)該小于90mA

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

（1）歐姆表讀數(shù)=表盤刻度×倍率=10×10=100Ω；
（2）由i-t圖象得到開始時(shí)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(jù)，因第2次實(shí)驗(yàn)的最大電流小些，故不是b；根據(jù)，因兩條曲線分別與坐標(biāo)軸所圍的面積相等，故不是d，是c；