Question

2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，以表彰他們對(duì)石墨烯的研究，他們最初是用透明膠帶從石墨晶體上“粘”出一片石墨烯的．我們平常所用的鉛筆芯中就含有石墨，能導(dǎo)電．某同學(xué)設(shè)計(jì)了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示通過(guò)鉛筆芯的電流和其兩端的電壓）：

U/V	0.00	0.40	0.76	1.16	1.52	2.00
I/A	0.00	0.10	0.18	0.30	0.38	0.50

1據(jù)表格中數(shù)據(jù)畫(huà)出鉛筆芯伏安特性曲線（圖1），求得鉛筆芯的電阻為

4.0

Ω．

②為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，請(qǐng)從下列儀器中選擇所需的器材

ACE

A．電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約為1.0Ω）
B．電流表A₂（量程3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
C．電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻3kΩ）
D．電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻15kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流2A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～2kΩ，額定電流0.5A）
除長(zhǎng)約14cm的中華繪圖2B鉛筆芯、直流電源E（電動(dòng)勢(shì)6V、內(nèi)阻很�。�、開(kāi)關(guān)和帶夾子
③在虛線方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．（圖2）

Answer 1

分析：（1）用平滑的曲線作出鉛筆芯的I-U圖線．
（2）器材的選取需安全、精確．通過(guò)表格中電流、電壓的數(shù)值確定選擇電流表、電壓表的量程．滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，選取總電阻較小的，測(cè)量誤差較�。�
（3）測(cè)量鉛筆芯伏安特性曲線電流電壓需從0開(kāi)始測(cè)起，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．根據(jù)鉛筆芯的電阻與電流表和電壓表內(nèi)阻比較，確定電流表的內(nèi)外接．

解答：解：（1）用平滑曲線描點(diǎn)作圖．如下圖
50
由圖象可求R=

1

K

=

△U

△I

=

2.0-0

0.50

Ω=4Ω
（2）用伏安法測(cè)量，需電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器，因?yàn)樗鶞y(cè)電壓和電流的最大值分別為2.00V和0.50A，從精確度考慮，電流表選取量程為0.6A，電壓表量程選取3V的．為減小測(cè)量的誤差，滑動(dòng)變阻器選擇0～10Ω的．故選ACE．
（3）因?yàn)殡妷骸㈦娏餍鑿?測(cè)起，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．鉛筆芯的電阻大約在4Ω左右，與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于“小”電阻，采用電流表外接法．電路圖如下圖所示．

故答案為（1）①作圖4.0Ω②ACE③如圖所示

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握器材的選取原則，以及知道滑動(dòng)變阻器分壓式接法和限流式接法的區(qū)別，知道什么情況下用電流表內(nèi)接法，什么情況下用電流表外接法．