Question

【題目】在測定電容器電容的實(shí)驗(yàn)中，將電容器、電壓傳感器、阻值為3 kΩ的電阻R、電源、單刀雙擲開關(guān)S按圖甲所示電路圖進(jìn)行連接。先使開關(guān)S與1相連，電源給電容器充電，充電完畢后把開關(guān)S擲向2，電容器放電，直至放電完畢，實(shí)驗(yàn)得到的與電壓傳感器相連接的計(jì)算機(jī)所記錄的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示，圖丙為由計(jì)算機(jī)對圖乙進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后記錄了“峰值”及圖線與時間軸所圍“面積”的圖像。

(1)根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知：充電電流與放電電流方向________(填“相同”或“ 相反”)，大小都隨時間________(填“增大”或“ 減小”)。

(2)該電容器的電容為________F(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)某同學(xué)認(rèn)為：仍利用上述裝置，將電壓傳感器從電阻兩端改接在電容器的兩端，也可以測出電容器的電容值，請你分析并說明該同學(xué)的說法是否正確________。

Answer 1

【答案】相反 減小 1.0×10－2 正確

【解析】

(1)[1][2]根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知充電電流與放電電流方向相反，大小都隨時間減��；

(2)[3]根據(jù)充電時電壓—時間圖線可知，電容器的電荷量為：

Q＝It＝t

而電壓的峰值為Um＝6 V，則該電容器的電容為：

C＝

設(shè)電壓—時間圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積為S，聯(lián)立解得：

C＝＝＝F＝1.0×10－2 F；

(3)[4]正確，電容器放電的過程中，電容器C與電阻R兩端的電壓大小相等，因此通過對放電曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后記錄的“峰值Um”及圖線與時間軸所圍“面積”，仍可應(yīng)用：

C＝＝

計(jì)算電容值。