Question

小亮同學(xué)為研究某電學(xué)元件（最大電壓不超過2.5 V，最大電流不超過0.55 A）的伏安特性曲線，在實驗室找到了下列實驗器材：

A．電壓表（量程是3 V，內(nèi)阻是6 kΩ的伏特表）

B．電壓表（量程是15 V，內(nèi)阻是30 kΩ的伏特表）

C．電流表（量程是0.6 A，內(nèi)阻是0.5 Ω的安培表）

D．電流表（量程是3 A，內(nèi)阻是0.1 Ω的安培表）       

F．滑動變阻器（阻值范圍0~5 Ω），額定電流為0.6 A

G．滑動變阻器（阻值范圍0~100 Ω），額定電流為0.6 A

直流電源（電動勢E＝3 V，內(nèi)阻不計）

開關(guān)、導(dǎo)線若干。

該同學(xué)設(shè)計電路并進行實驗，通過實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示電學(xué)元件上的電流和電壓）。

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

 

①為提高實驗結(jié)果的準確程度，電流表選     ；電壓表選      ；滑動變阻器選    。（以上均填寫器材代號）

②請在上面的方框中畫出實驗電路圖；

③在圖（a）中描出該電學(xué)元件的伏安特性曲線；

④據(jù)圖（a）中描出的伏安特性曲線可知，該電學(xué)元件的電阻隨溫度而變化的情況為：                                  ；

⑤把本題中的電學(xué)元件接到圖（b）所示電路中，若電源電動勢E=2.0 V，內(nèi)阻不計，定值電阻R=5 Ω，則此時該電學(xué)元件的功率是_______W。

 

 

Answer 1

【答案】

①C A F （3分）②電路如答圖1所示 （2分）③如答圖2所示 ④原件電阻隨溫度的升高而增大（2分） ⑤0.14～0.18 W均可（3分）

【解析】

試題分析：①從數(shù)據(jù)表可知最大電流值為0.50 A，最大電壓值為2.00 V，所以電流表選用C，電壓表選A。由于電流值和電壓值都可以取0值，表明滑動變阻器用分壓式，根據(jù)小滑變分壓，所以滑動變阻器選F。

②粗略計算待測電阻值Ω此值遠遠小于電壓表的內(nèi)阻，而接近于電流表的內(nèi)阻，因此伏安法采用內(nèi)接法，電路圖如下。 

③把數(shù)據(jù)表上的數(shù)值用描點法描上去，然后用平滑的曲線連接起來，圖象如下。

④描出的伏安特性曲線可知，該電學(xué)元件的電阻隨溫度的升高而增大。

⑤把定值電阻視為電源的內(nèi)阻，在答圖2中，橫截距為電源電動勢2.0 V，由于內(nèi)阻為5Ω，則短路電流為0.4 V，在圖中畫出直線來，直線與曲線的交點就是待測電阻此刻的電流和電壓值，電壓約為0.60 V，電流值為0.29 A，則功率為0.17 W。

考點：本題考查電阻的測量，涉及伏安法，滑動變阻器的接法，電表與滑動變阻器的選擇和圖象法。