Question

【題目】垃圾分類是社會文明水平的一個重要體現(xiàn)，是一種“新時尚”。電子產(chǎn)品多是屬于有害垃圾，某�？萍忌鐖F(tuán)成員卻把這些垃圾變“害”為“利”，同時提升自己解決實(shí)際問題的能力。他們收集了一個手機(jī)廢電池（電動勢E標(biāo)稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）、舊臺燈中的電容器（用C表示）等電子元件，又在實(shí)驗(yàn)室找到下列器材：

A．電流表A（量程100mA，內(nèi)阻很�。�

B．滑動變阻器R1（0～2k，額定電流0.1A）

C．電阻箱R2（0-999.9）

D．單刀單擲開關(guān)（S1）一只，單刀雙擲開關(guān)（S2）一只，導(dǎo)線若干

E．電流傳感器（與電腦相連，能描繪出電流隨時間變化的圖線）

(1)選用上述器材測量廢電池的電動勢E和內(nèi)阻r：

①在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖____________（標(biāo)注所選用器材符號）

②該社團(tuán)的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測得多組數(shù)據(jù)，然后通過作出如圖所示的線性圖象處理數(shù)據(jù)，則電源電動勢為_____V，內(nèi)電阻為_____。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

(2)根據(jù)所學(xué)的物理知識，他們利用上述器材設(shè)計(jì)了如下圖所示的電路，來判斷收集到的電容器是否損壞。閉合開關(guān)S1，如果電容器沒有損壞關(guān)于電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，下列說法正確的是_____。

A．不偏轉(zhuǎn)

B．偏轉(zhuǎn)至最右邊

C．偏轉(zhuǎn)至中間刻度

D．偏轉(zhuǎn)一下又返回最左邊

(3)如果電容器沒有損壞，同學(xué)們想估測該電容器的電容。用上述器材連成如圖甲所示的電路進(jìn)行測量，步驟如下：

①先使開關(guān)S2與1端相連，電源給電容器充電（充滿）；

②開關(guān)S2再擲向2端，電容器放電，此時電路中有短暫的電流，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時間變化的i-t曲線如圖乙所示；

③根據(jù)圖象估算出電容器在全部放電過程中釋放的電荷量。則該電容器的電容C為_____F。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】見解析 3.5V 7.0Ω D 6.6×10-4F

【解析】

(1)[1]由于所給器材沒有電壓表，因此利用電流表和電阻箱，采用“安阻法”測電源電動勢和內(nèi)電阻，電路如圖所示

[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律

整理得

斜率為電動勢，與縱軸截距的絕對值等于內(nèi)電阻，由圖象可知

，

(2)[4]閉合電鍵后，給電容器充電過程，充電完畢，回路電流又減小到零，因此指針偏轉(zhuǎn)一下又返回最左邊，D正確，ABC錯誤。

故選D。

(3)[5]圖象與時間軸圍成的面積為釋放的電荷量，通過圖象可看出有29個小格，則電荷量為

根據(jù)

可得電容大小