13.在物理學(xué)中,常用“面積”來(lái)描述所求的物理量,如用F-s圖包圍的面積來(lái)描述功的大小,用v-t圖包圍的面積來(lái)描述位移的大小,利用這種情況,試求下面一題的結(jié)果.
圖11
如圖11是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖,其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q,從而求出其電容.該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下:按圖接好實(shí)驗(yàn)電路.閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使微安表的指針接近滿刻度,記下這時(shí)電壓表的讀數(shù)U0=6.2 V和微安表的讀數(shù)I0=490 μA.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S并同時(shí)計(jì)時(shí),每隔5 s或10 s讀一次微安表的示數(shù)I,將示數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中.根據(jù)表格中的幾組數(shù)據(jù),以t為橫坐標(biāo),I為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上描點(diǎn).根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖象,如圖12,可以估算出當(dāng)電容器兩端電壓為U0時(shí)該電容器所帶的電荷量Q0約為_(kāi)_________C,從而算出該電容器的電容約為_(kāi)_________F.
圖12
解析:此題給出了電容器放電過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上由標(biāo)出的點(diǎn)可連出一條曲線,由縱、橫軸物理量及q=It可知該曲線與坐標(biāo)軸所夾“面積”為所放電量.
此曲線并非為一規(guī)則的直線或曲線,“面積”如何求出,又是一關(guān)鍵,我們可借助“油膜法測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中測(cè)面積方法.畫(huà)出I-t圖象,數(shù)得有28個(gè)格子,故電量Q=28×50×10-6×5 C=7×10-3 C,由C=,得C==1.1×10-3 F.
答案:7×10-3;1.1×10-3
14.(2011·全國(guó)卷)使用多用電表測(cè)量電阻時(shí),多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個(gè)直流電源(一般為電池)、一個(gè)電阻和一表頭相串聯(lián),兩個(gè)表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端.現(xiàn)需要測(cè)量多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì),給定的器材有:待測(cè)多用電表,量程為60 mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)時(shí),將多用電表調(diào)至×1 Ω擋,調(diào)好零點(diǎn);電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值.完成下列填空:
(1)儀器連線如下圖13所示(a和b是多用電表的兩個(gè)表筆).若兩電表均正常工作,則表筆a為_(kāi)_______(填“紅”和“黑”)色.
圖13
(2)若適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,圖13中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如下圖14(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為_(kāi)_______Ω,電流表的讀數(shù)為_(kāi)_______mA,電阻箱的讀數(shù)為_(kāi)_______Ω.
(3)將圖13中多用電表的兩表筆短接,此時(shí)流過(guò)多用電表的電流為_(kāi)_______mA.(保留3位有效數(shù)字)
(4)計(jì)算得到多用電表內(nèi)電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V.(保留3位有效數(shù)字)
答案:(1)黑 (2)14.0 53.0 4.6
(3)102 (4)1.54