Question

14．某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一種傳感器，需要選用一電器元件．圖1為該電器元件的伏安特性曲線，有同學(xué)對(duì)其提出質(zhì)疑，先需進(jìn)一步驗(yàn)證該伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：
電流表A₁：量程0-50mA，內(nèi)阻約為50Ω
電流表A₂：量程0-200mA，內(nèi)阻約為10Ω
電壓表V₁：量程0-3V，內(nèi)阻約為10kΩ
電壓表V₂：量程0-15V，內(nèi)阻約為25kΩ
滑動(dòng)變阻器R₁：阻值范圍0-15Ω，允許最大電流1A
滑動(dòng)變阻器R₂：阻值范圍0-1kΩ，允許最大電流100mA
直流電源E：輸出電壓6V，內(nèi)阻不計(jì)
開關(guān)S
導(dǎo)線若干

①為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用A₂；電壓表應(yīng)選用V₁；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁．（以上均填器材代號(hào)）
②為達(dá)到上述目的，請(qǐng)?jiān)趫D2框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖（注意選擇電流表的接法）．
③在如圖3所示的實(shí)物圖上用實(shí)線代替導(dǎo)線，按照所畫電路原理圖連接起來（注意連線不交叉）
④若發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的伏安特性曲線與圖中曲線基本吻合，則說明該元件在電I=0.8A時(shí)的電阻R=3.00Ω，實(shí)際功率P=1.92W （計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 由圖象可知小燈泡的電壓及電流范圍，則可根據(jù)安全性及準(zhǔn)確性選出合適的儀表；由表格中電流從零開始變化，可知滑動(dòng)變阻器的接法，根據(jù)所選電流表和電壓表內(nèi)阻可知電流表的接法，然后作出電路圖，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖；分析伏安特性曲線，然后答題．

解答 解：①由圖可知，電流最大值為0.12A，故電流表應(yīng)選用A₂，燈泡兩端的電壓最大為2.5V，故電壓表應(yīng)選用V₁，由圖可知，電流電壓是從零開始變化的，故應(yīng)選用分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁；
②滑動(dòng)變阻器選用分壓接法；元件內(nèi)阻較小，故應(yīng)選用電流表外接法，電路圖如圖所示．

③根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

④由圖示圖象可知，電流I=0.8A時(shí)，U=2.4V，則此時(shí)元件電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4}{0.8}$=3.00Ω，功率：P=UI=2.4×0.8=1.92W；
故答案為：①A₂；V₁；R₁；②如圖所示；③如圖所示；④3.00Ω；1.92W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、連接實(shí)物電路圖、求電阻與功率問題，對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，注意伏安法時(shí)電流表內(nèi)外接法的選擇方法以及滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法的條件和選擇變阻器的原則．