Question

7．某物理實(shí)驗(yàn)小組用下列器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)描繪一種特殊元件的伏安特性曲線，所測(cè)數(shù)據(jù)記錄在表格中：
器材：A．待測(cè)元件Rx
B．電流表A（0～50mA，內(nèi)阻約為200Ω）
C．電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ）
D．電壓表V₂（0～6V，內(nèi)阻約為15kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，2A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（0～200Ω，0.2A）
G．學(xué)生電源（直流4V）
H．開關(guān)及導(dǎo)線

序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.6	2.8	3.0
I/mA	0	0.9	2.2	4.2	6.7	11.9	19.0	23.8	30.0	37.1

（1）為了調(diào)節(jié)方便，盡可能準(zhǔn)確測(cè)量，電壓表應(yīng)選V₁，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．（填器材序號(hào)）
（2）在圖1虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（3）在圖2坐標(biāo)紙上用描點(diǎn)法畫出元件的伏安特性（I～U）曲線．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元件的額定電壓確定電壓表，從減小誤差和可操作性角度確定滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)用分壓式接法，根據(jù)待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻可知，電流表應(yīng)用外接法；
（3）描點(diǎn)法作圖的關(guān)鍵是認(rèn)真描點(diǎn)畫出平滑的曲線即可．

解答 解：（1）由表格中的數(shù)據(jù)可知，測(cè)量的最大電壓是3V，所以選擇的電壓表是量程3V的V₁；由于測(cè)量過(guò)程中的電壓是從0開始，所以實(shí)驗(yàn)使用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，要選擇電阻值比較小的R₁．
（2）待測(cè)電阻的電阻值約為：Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0}{37.1×1{0}^{-3}}$=81Ω＜R_A；即待測(cè)元件的電阻值小于電流表的電阻值，所以測(cè)量電路需要使用電流表外接法．由于測(cè)量過(guò)程中的電壓是從0開始，所以實(shí)驗(yàn)使用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法．則實(shí)驗(yàn)的原理圖如圖．

（3）將表格中的數(shù)據(jù)先在圖中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線連接如圖；
故答案為：（1）C  E（2）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖；（3）元件的伏安特性（I～U）曲線如圖

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)明確：①若要求電流從零調(diào)時(shí)變阻器應(yīng)用分壓式接法．②當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法．③注意實(shí)物圖的連接方式．