Question

【題目】在測定電容器電容的實驗中，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S按圖甲所示電路圖進行連接。先使開關S與1相連，電源給電容器充電，充電完畢后把開關S擲向2，電容器放電，直至放電完畢，實驗得到的與電壓傳感器相連接的計算機所記錄的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示，圖丙為由計算機對圖乙進行數據處理后記錄了“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(結果保留兩位有效數字)。

(3)某同學認為：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＝

設電壓—時間圖線與坐標軸圍成的面積為S，聯立解得：

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行數據處理后記錄的“峰值Um”及圖線與時間軸所圍“面積”，仍可應用：

C＝＝

計算電容值。