Question

如图甲所示是一种测量电容的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压为U时所带的电荷量Q，从而再求出待测电容器的电容C。某同学在一次实验时的情况如下：

a．按图甲所示的电路图连接好电路；

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I₀=490μA，电压表的示数U₀=8.0V。

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_________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，则电容的测量值比真实值_________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。

Answer

开始放电时，电容器所带电量 1.0×10-3（0.95×10-3~1.2×10-3） 偏小

【解析】

(1)[1]根据图中画出的点作平滑的曲线作图如图所示

(2)[2]由

知电荷量为图象与坐标轴所包围的面积，则面积的物理意义为电容器在开始放电时所带的电荷量；

(3)[3]数出图乙中图线与坐标轴所围成面积约为32格，即电容器的电荷量为

则有

(4)[4]电容的测量值比它的真实值偏小，原因是若把电压表接在E、D两端,则电容器在放电时，有一部分电量会从电压表中通过，从而使得通过电流表中的电量小于电容器的带电量，从而使电容的测量值比它的真实值偏小。