更新时间:作者:小小条
实验小组为测量某电容器的电容(耐压值较大,不存在击穿电容器的可能),从实验室找到了以下实验仪器:多用电表、直流稳压电源、定值电阻R1(阻值未知)、定值电阻R2=200 Ω、电流传感器(相当于理想电流表)、数据采集器和计算机、单刀双掷开关S、导线若干。实验过程如下:

实验次数
实验步骤
第一次
①用多用电表的欧姆“×10”挡测量电阻R1的阻值,指针偏转如图甲所示 ②将电阻R1等器材按照图乙连接电路,将开关S掷向1端,电源向电容器充电 ③将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的i-t曲线如图丙中的实线a所示
第二次
④在其他条件不变的情况下用电阻R2替换R1,重复实验步骤②③,测得电流随时间变化的i-t曲线如图丁中的某条虚线所示。
请完成下列问题
(1)由图甲可知,电阻R1的阻值的测量值为__________Ω。
(2)第1次实验中,电阻R1两端的最大电压U=__________V;利用计算机软件测得i-t曲线和两坐标轴所围的面积为40.8 mA
s,已知电容器放电时其内阻可以忽略不计,则电容器的电容C=__________F。(结果均保留两位有效数字)
(3)第2次实验中,电流随时间变化的i-t曲线应该是图(丁)中的虚线___(选填“b”“c”或“d”),判断依据是
__________________________。
【答案】(1)160 (2)8.0 5.1×10-3 (3)c 与实线a比较,最大电流小,且与两坐标轴所围面积相等
【解析】(1)多用电表选用挡位为“×10”挡,则电阻R1的测量值R1=16×10 Ω=160 Ω。
(2)由图丙得,流过R1的最大电流为50 mA,所以电阻R1两端的最大电压U=ImR1=8.0 V,电阻R1两端的最大电压等于电容器放电前的电压,则电容器的电容
。
(3)换用200 Ω的电阻R2,根据
,则第2次实验的最大电流小些,故不是b;根据Qm=CUm,因两条曲线分别与坐标轴所围的面积相等,故不是d,是c。
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