13.在物理学中,常用“面积”来描述所求的物理量,如用F-s图包围的面积来描述功的大小,用v-t图包围的面积来描述位移的大小,利用这种情况,试求下面一题的结果.
图11
如图11是用高电阻放电法测电容的实验电路图,其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容.该实验的操作步骤如下:按图接好实验电路.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度,记下这时电压表的读数U0=6.2 V和微安表的读数I0=490 μA.断开开关S并同时计时,每隔5 s或10 s读一次微安表的示数I,将示数记录在预先设计的表格中.根据表格中的几组数据,以t为横坐标,I为纵坐标,在坐标纸上描点.根据以上实验结果和图象,如图12,可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为__________C,从而算出该电容器的电容约为__________F.
图12
解析:此题给出了电容器放电过程中电流随时间变化的数据,在坐标纸上由标出的点可连出一条曲线,由纵、横轴物理量及q=It可知该曲线与坐标轴所夹“面积”为所放电量.
此曲线并非为一规则的直线或曲线,“面积”如何求出,又是一关键,我们可借助“油膜法测分子大小”的实验中测面积方法.画出I-t图象,数得有28个格子,故电量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·全国卷)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×1 Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:
(1)仪器连线如下图13所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作,则表笔a为________(填“红”和“黑”)色.
图13
(2)若适当调节电阻箱后,图13中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如下图14(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为________Ω,电流表的读数为________mA,电阻箱的读数为________Ω.
(3)将图13中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为________mA.(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V.(保留3位有效数字)
答案:(1)黑 (2)14.0 53.0 4.6
(3)102 (4)1.54