Question

【題目】(10分)某研究性學(xué)習(xí)小組為了設(shè)計(jì)一款電子產(chǎn)品，需要選用某種電學(xué)元件．實(shí)驗(yàn)中首先要描繪該元件的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：

A．待測元件(額定電壓3 V、額定電流約為450 mA)

B．電流表A1(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.5 Ω)

C．電流表A2(量程0～1 A，內(nèi)阻約為1 Ω)

D．電壓表V(量程0～3 V，內(nèi)阻約為1 kΩ)

E．滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～5 Ω，允許最大電流1 A)

F．滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～1 kΩ，允許最大電流100 mA)

G．直流電源E(輸出電壓4.5 V，內(nèi)阻不計(jì))

H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干

I．多用電表

（1）為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用 ；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 ．(以上均填器材代號(hào)或符號(hào))

（2）請(qǐng)?jiān)诩讏D中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

（3）實(shí)驗(yàn)中得到了如下表所示幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出該元件的U–I圖象．

電流(A)	0.00	0.10	0.20	0.30	0.36	0.39	0.41	0.43
電壓(V)	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00

（4）將上述兩個(gè)電學(xué)元件及一個(gè)R0＝10 Ω的定值電阻、一個(gè)電動(dòng)勢E＝4.5 V(內(nèi)阻不計(jì))的電源串聯(lián)成閉合電路，此時(shí)每個(gè)元件的實(shí)際功率為 W．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】（1）A1(或B) (1分) R1(或E) (1分) （2）圖解析(3分) （3）圖解析(2分) （4）0.23 (0.20～0.26均可) (3分)

【解析】

試題分析：（1）由待測元件額定電流約為450 mA可知，實(shí)驗(yàn)中所需最大電流為0.45 A，因此電流表應(yīng)選用量程較小為0～0.6 A的A1表，由待測元件額定電壓3 V、額定電流約為450 mA可估測其阻值為幾歐姆，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的R1，便于實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)操作．

（2）根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)中電壓、電流起始值為0，因此應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，因此應(yīng)用導(dǎo)線將滑動(dòng)變阻器的左下方接線柱與電源的負(fù)極相連，又由于所測元件電阻遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，因此應(yīng)采用電流表的外接法，即用導(dǎo)線將待測元件的左接線柱與電壓表的“－”接線柱相連，如下圖所示．

（3）采用描點(diǎn)作圖法，作出該元件的U–I圖象如下圖所示．

（4）當(dāng)上述兩個(gè)電學(xué)元件及一個(gè)R0＝10 Ω的定值電阻、一個(gè)電動(dòng)勢E＝4.5 V(內(nèi)阻不計(jì))的電源串聯(lián)成閉合電路時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E＝2U＋I(xiàn)R0，變形并代入上述數(shù)值為：U＝2.25－5I，在第（3）問的解圖中作出該U–I圖線如下圖所示，由圖中兩圖線的交點(diǎn)可看出此時(shí)每個(gè)上述元件兩端的實(shí)際電壓為0.86 V，實(shí)際流過的電流為0.27 A，所以它的實(shí)際功率為：P＝UI＝0.23 W(因涉及坐標(biāo)估讀，0.20 W～0.26 W均可)．