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高中 | 观察电容器的充、放电现象题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第一章 静电场
1.8 电容器的电容
观察电容器的充、放电现象
某学习小组利用图$1$所示的电路研究电容器进行充放电。先将开关$\rm S$置于位置$1$,充电结束后,再切换至位置$2$。电流传感器记录了电流随时间变化的$I-t$图像,如图$2$所示($1\;\rm s\sim 3.4\;\rm s$时间内,曲线与横轴间共包含$40$个小格)。已知电源电动势为$8.0\;\rm V$,内阻可忽略不计。
该电容器的电容大约为 $\;\rm\mu F$;
电容器在放电过程中释放的电荷量在数值上等于图像与坐标轴所包围的面积。每个小方格所对应的电荷量为$q=0.2 \times 10^{-3} \times 0.2\;\rm C=4 \times 10^{-5}\;\rm C$
所以电容器所带的电荷量$Q=40q=1.6 \times 10^{-3}\;\rm C$
则电容器的电容$C=\dfrac{Q}{E}=\dfrac{1.6 \times 10^{- 3}}{8.0}\;\rm F=200\;\rm\mu F$;
该实验中若仅减小电阻$R$的阻值,则电容器的充电或放电时间将是 (不变、延长、缩短);
该实验中若仅减小电阻$R$的阻值,根据闭合电路欧姆定律,可知电容器开始充电或开始放电的电流增大,而充电的总电量或放电的总电量$Q$不变,根据$I=\dfrac{Q}{t}$
可知电容器的充电或放电时间将缩短;
若使用欧姆表直接连接未充电的待测电容器两端,观察到指针的偏转情况是 。
用欧姆表直接连接待测电容两端,表内部电源给电容器充电,在开始时电流较大,所以指针的偏转角度很大,随着电容器所带电荷量不断增大,充电电流逐渐减小,所以指针的偏转角度逐渐减小。
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