Question

6．小彭同學(xué)根據(jù)電容的定義式C=$\frac{q}{U}$測量某一電容器的電容，他利用電流傳感器測量電容器上充電的電荷量，實驗原理如圖甲所示，其中電源電動勢E=15V，內(nèi)阻r=2.0Ω，R=200Ω，開始時電容器C不帶電．電流傳感器與計算機相連，其作用可以觀察和描繪電容器充電時電流隨時間的變化關(guān)系圖線．接通開關(guān)S，電源對電容器充電電流隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，則該電容器充電完成時兩端的電壓為15V，用電流與時間圖象所構(gòu)成面積的方法可以知道電容器充電完成時所帶的電荷量．該電容器的電容C=2.5×10^-3F．

Answer 1

分析 電容器充電完成時相當(dāng)開關(guān)斷開，可分析知道其兩端電壓等于電動勢；圖象與兩個坐標(biāo)軸所包含的面積表示電量；根據(jù)電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$電容的大小，即可分析C項．并由此求出圖線1代表的電容器的電容．

解答 解：
電容器充電完成時電路中沒有電流，相當(dāng)開關(guān)斷開，則電容器兩端電壓等于電動勢E=15V．
根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個格子表示的電量為2.5×10^-3C，由大于半格算一個，小于半格舍去，因此圖象所包含的格子個數(shù)為15，
所以電容器釋放的電荷量是2.5×10^-3C×15=3.75×10^-2C；
圖線代表的電容器電容 C=$\frac{Q}{U}$=$\frac{3.75×1{0}^{-2}}{15}$F=2.5×10^-3F，
故答案為：15；電流與時間圖象所構(gòu)成面積；2.5×10^-3F．

點評 本題的解題關(guān)鍵是理解圖象的含義，知道如何通過圖象求電量，掌握電容器的電容公式，理解其比值定義法．