电容储能已经在电动汽车，风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛…——2023 高考物理第 14 题答案解析

(1) 由电路图可知，滑动变阻器 $R_2$ 采用分压式接法。电容器两端的充电电压等于滑片与 $a$ 端之间的电压。若要升高充电电压，需增大该部分电阻的分压，因此滑片应向 $b$ 端滑动。

(2) 电压表量程为 $15\text{V}$，表盘上 $0 \sim 5\text{V}$ 之间有 10 个小格，故最小分度值为 $0.5\text{V}$。指针位于 $5\text{V}$ 后第 3 个小格处，读数为 $5 + 3 \times 0.5 = 6.5\text{V}$。

(3) $I-t$ 图像中，图线与时间轴所围成的面积表示电荷量 $Q$（因为 $q = \int I dt$）。
观察图丙，横轴每小格代表 $0.4\text{s}$，纵轴每小格代表 $0.2\text{mA} = 2 \times 10^{-4}\text{A}$。
每个小方格代表的电荷量为：
$q_0 = 0.4\text{s} \times 2 \times 10^{-4}\text{A} = 8 \times 10^{-5}\text{C}$
通过数格子法估算面积（大于半格算一格，小于半格舍去），图线下约包含 47~48 个小格。
取 47.5 格计算：
$Q \approx 47.5 \times 8 \times 10^{-5}\text{C} = 3.8 \times 10^{-3}\text{C}$

(4) 根据电容定义式 $C = \frac{Q}{U}$，已知充电结束时电压 $U = 8.0\text{V}$，电荷量 $Q \approx 3.8 \times 10^{-3}\text{C}$。
代入数据得：
$C = \frac{3.8 \times 10^{-3}}{8.0}\text{F} = 4.75 \times 10^{-4}\text{F}$
保留两位有效数字，结果为 $4.8 \times 10^{-4}\text{F}$。

(5) 充电时，开关 $\mathrm{S}_2$ 掷向 1，电流从电源正极流出，经电流传感器流入电容器左极板，故左极板带正电。
放电时，开关 $\mathrm{S}_2$ 掷向 2，电容器相当于电源，左极板为正极，电流从左极板流出，经过发光二极管 $\mathrm{D}_1$ 回到右极板。由于 $\mathrm{D}_1$ 的正向导通方向与放电电流方向一致，故 $\mathrm{D}_1$ 闪光。