Question

【题目】垃圾分类是社会文明水平的一个重要体现，是一种“新时尚”。电子产品多是属于有害垃圾，某校科技社团成员却把这些垃圾变“害”为“利”，同时提升自己解决实际问题的能力。他们收集了一个手机废电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）、旧台灯中的电容器（用C表示）等电子元件，又在实验室找到下列器材：

A．电流表A（量程100mA，内阻很小）

B．滑动变阻器R1（0～2k，额定电流0.1A）

C．电阻箱R2（0-999.9）

D．单刀单掷开关（S1）一只，单刀双掷开关（S2）一只，导线若干

E．电流传感器（与电脑相连，能描绘出电流随时间变化的图线）

(1)选用上述器材测量废电池的电动势E和内阻r：

①在虚线框中画出实验电路原理图____________（标注所选用器材符号）

②该社团的同学在实验中测得多组数据，然后通过作出如图所示的线性图象处理数据，则电源电动势为_____V，内电阻为_____。（结果保留2位有效数字）

(2)根据所学的物理知识，他们利用上述器材设计了如下图所示的电路，来判断收集到的电容器是否损坏。闭合开关S1，如果电容器没有损坏关于电流表指针的偏转情况，下列说法正确的是_____。

A．不偏转

B．偏转至最右边

C．偏转至中间刻度

D．偏转一下又返回最左边

(3)如果电容器没有损坏，同学们想估测该电容器的电容。用上述器材连成如图甲所示的电路进行测量，步骤如下：

①先使开关S2与1端相连，电源给电容器充电（充满）；

②开关S2再掷向2端，电容器放电，此时电路中有短暂的电流，传感器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曲线如图乙所示；

③根据图象估算出电容器在全部放电过程中释放的电荷量。则该电容器的电容C为_____F。（结果保留2位有效数字）

Answer 1

【答案】见解析 3.5V 7.0Ω D 6.6×10-4F

【解析】

(1)[1]由于所给器材没有电压表，因此利用电流表和电阻箱，采用“安阻法”测电源电动势和内电阻，电路如图所示

[2][3]根据闭合电路欧姆定律

整理得

斜率为电动势，与纵轴截距的绝对值等于内电阻，由图象可知

，

(2)[4]闭合电键后，给电容器充电过程，充电完毕，回路电流又减小到零，因此指针偏转一下又返回最左边，D正确，ABC错误。

故选D。

(3)[5]图象与时间轴围成的面积为释放的电荷量，通过图象可看出有29个小格，则电荷量为

根据

可得电容大小