Question

【题目】如图甲所示是一种观察电容器的充、放电并可以测量电容的实验电路图。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。回答下列问题

（1）电容器充电过程中流经电流表的电流方向为b→a，判断电容器放电过程中流经电流表的电流方向；

（2）将电路中的电流表换成电流传感器（如图乙所示），在电容器充放电时，传感器可以将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像，如图丙所示为放电时电流变化情况，已知充电电压U=8V

a．在丙图中画出一个竖立的狭长矩形（图丙的最左边），它的物理意义是什么。

b．请根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量Q，并计算电容C的大小。

Answer 1

【答案】（1）电流方向从a到b（2）0.2s内释放的电荷量（3）Q=2.8×10-3C～3.44×10-3C， C=3.5×10-4F～4.3×10-4F答案合理即给分。

【解析】

(1)充电过程电流方向为b→a，所以充完电后电容器上极板带负电，所以放电时的电流方向从a到b；

(2)a．图像中图线与坐标轴所围面积表示电荷量，所以竖立的狭长矩形的面积为0.2s内释放的电荷量；

b．图像中图线与坐标轴所围面积表示电荷量，图线与坐标轴所围面积格数约为35-43格，所以

Q=2.8×10-3C～3.44×10-3C

由公式可知，

C=3.5×10-4F～4.3×10-4F