Question

【題目】用下列器材測量電容器的電容：

一塊多用電表，一臺直流穩(wěn)壓電源，一個待測電容器（額定電壓16V），定值電阻R1（阻值未知），定值電阻R2=150Ω，電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機(jī)，單刀雙擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干。

實驗過程如下：

實驗次數(shù)	實驗步驟
第1次	①用多用電表的“”擋測量電阻R1，指針偏轉(zhuǎn)如圖甲所示。
	②將電阻R1等器材按照圖乙正確連接電路，將開關(guān)S與1端連接，電源向電容器充電。
	③將開關(guān)S擲向2端，測得電流隨時間變化的i-t曲線如圖丙中的實線a所示。
第2次	④用電阻R2替換R1，重復(fù)上述實驗步驟②③，測得電流隨時間變化的i-t曲線如圖丁中的某條虛線所示。
說明：兩次實驗中電源輸出的直流電壓恒定且相同。

請完成下列問題：

（1）由圖甲可知，電阻R1的測量值為_______Ω。

（2）第1次實驗中，電阻R1兩端的最大電壓U=_________V。利用計算機(jī)軟件測得i-t曲線和兩坐標(biāo)軸所圍的面積為42.3mAS，已知電容器放電時其內(nèi)阻可以忽略不計，則電容器的電容為C=_______F。

（3）第2次實驗中，電流隨時間變化的i-t曲線應(yīng)該是圖丁中的虛線________（選填“b”、“c”或“d”）。

Answer 1

【答案】 100 U= 9 C=F c

【解析】（1）歐姆表讀數(shù)=表盤刻度×倍率=10×10=100Ω；
（2）由i-t圖象得到開始時電流為：I=90mA=0.09A；
故最大電壓為：U=IR1=0.09A×100Ω=9V；
故電容為：

（3）換用150Ω的電阻，則根據(jù)im=Um/R，因第2次實驗的最大電流小些，故不是b；根據(jù)Qm=CUm，因兩條曲線分別與坐標(biāo)軸所圍的面積相等，故不是d，是c；