2.
物理兴趣小组发现某品牌的多用电表有一个“电容”挡位,准备借此仪器探究“平行板电容器电容大小的影响因素”。他们利用两张锡箔纸(主要成分为铝)充当电容器的极板,用A4纸充当电介质(实验操作中压紧),设计如图所示的电路。
表一
所夹A4纸数目 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
电容/×10-9F | 1.41 | 0.82 | 0.58 | 0.45 | 0.36 | 0.30 |
表二
正对面积 | S | 2S | 3S | 4S |
电容/×10-9F | 0.15 | 0.30 | 0.46 | 0.60 |
实验步骤如下:
①测出一百张A4纸的厚度为1.04cm;
②在锡箔纸正对面积不变的前提下,改变所夹A4纸的数目,测量电容器的电容,得到表1;
③将锡箔纸裁剪成很多个完全相同的正方形,面积为S。保持所夹A4纸始终为20张,改变铝箔纸正对面积进行实验,得到表2。回答下列问题:
(1)根据表1,可以判断电容大小与极板距离呈(填“线性”或“非线性”)关系;
(2)为探究电容大小与极板距离的关系,利用表1画图,纵坐标为电容大小,横坐标应该设置为更有利于判断规律;
(3)根据表2,纵坐标为电容大小,横坐标设置为正对面积,得到一条斜率为的过原点直线,如果用40张纸做实验,那么斜率将变为(用表示);
(4)已知正对面积利用表2可得A4纸的相对介电常数=(保留2位有效数字, , 静电常数)。