某同学通过实验观察电容器的放电现象,采用的实验电路如图甲所示,已知所用电解电容器的长引线是其正极,短引线是其负极。
(1)按图甲连接好实验电路,开关S应先接到______ ,再接到______ (选填“1"或“2"),观察电容器的放电现象;
(2)根据图甲电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接____ ;
(3)电容器开始放电,同时开始计时,每隔5s读一次电流i的值,记录数据如下表
请根据表中的数据,在图丙中作出电流i随时间t变化的图线( )
利用图线分析电容器放电规律。
(1)按图甲连接好实验电路,开关S应先接到
(2)根据图甲电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接
(3)电容器开始放电,同时开始计时,每隔5s读一次电流i的值,记录数据如下表
时间t/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 15 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 |
电流i/μA | 500 | 392 | 270 | 209 | 158 | 101 | 75 | 49 | 3 | 23 | 9 | 3 |
请根据表中的数据,在图丙中作出电流i随时间t变化的图线
利用图线分析电容器放电规律。
更新时间:2020-11-13 22:06:55
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【知识点】 利用电流表测量电容器的电容
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【推荐1】用图(a)的电路研究电容器的充放电,电源电动势为12V(内阻忽略不计);R1、R2、R3为定值电阻,其中R2=160Ω;电流传感器(内阻忽略不计)将电流信息传入计算机,显示出电流随时间变化的I-t图像。(1)①闭合开关K2,开关K1与1接通,待充电完成后,再与2接通,电容器放电的I-t图像如图(b)中的图线I,图线I与时间轴围成的“面积”为S1,其物理意义是_______________________________ ;
②断开开关K2,开关K1与1接通,待充电完成后,再与2接通,电容器放电的I-t图像如图(b)中的图线II,图线II与时间轴围成的“面积”为S2,理论上应该有S1__________ S2(选填“>”“<”或“=”);
(2)测得S1为2.64mA•s,由此可知电容器的电容C=________ μF,定值电阻R3=________ Ω;开关K2闭合时,电容器放电过程中通过R3的电量为____________ C。
②断开开关K2,开关K1与1接通,待充电完成后,再与2接通,电容器放电的I-t图像如图(b)中的图线II,图线II与时间轴围成的“面积”为S2,理论上应该有S1
(2)测得S1为2.64mA•s,由此可知电容器的电容C=
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解题方法
【推荐2】电流传感器可以像电流表一样测量电流,由于它与计算机相连,还能显示出电流随时间变化的I-t图像。照图甲连接电路,先使开关S与1端相连,电源向电容器充电,这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示。
(1)在图中画一个竖立的狭长矩形(在图乙的最左边),它的面积的物理意义是__________ (填写面积所代表物理量的名称)
(2)根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为__________ C(结果保留一位有效数字)。
(3)若对应开关S与1端相连的充电过程,电荷量随时间变化的q-t图像的示意图是怎样的?请在图丙中定性画出_______ 。
(1)在图中画一个竖立的狭长矩形(在图乙的最左边),它的面积的物理意义是
(2)根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为
(3)若对应开关S与1端相连的充电过程,电荷量随时间变化的q-t图像的示意图是怎样的?请在图丙中定性画出
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【推荐3】如图所示,甲是一种测量电容的实验电路图,实验是通过高阻值电阻放电的方法,测出电容器充电至电压为U时所带电荷量Q,从而再求出待测容器的电容C.某同学在一次实验时的情况如下:
a.按如图甲所示电路图接好电路;
b.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数是I0=45μA,电压表的示数U0=8.0V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;
c.断开开关S,同时开始计时,每隔5s或10s测读一次电流I的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标,电流i为纵坐标),结果如图中小黑点所示.
①在图乙中画出i-t图线______ ;
②图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是______ ;
③该电容器电容为C=______ F(结果保留两位有效数字);
④若某同学实验时把电压表接在E、D两端,则电容的测量值比它的真实值______ (填“大”、“小”或“相等”).
a.按如图甲所示电路图接好电路;
b.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数是I0=45μA,电压表的示数U0=8.0V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;
c.断开开关S,同时开始计时,每隔5s或10s测读一次电流I的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标,电流i为纵坐标),结果如图中小黑点所示.
①在图乙中画出i-t图线
②图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是
③该电容器电容为C=
④若某同学实验时把电压表接在E、D两端,则电容的测量值比它的真实值
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