Question

9．由金屬絲制成的電阻阻值會隨溫度的升高而變大．某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，親自動手通過實驗描繪這樣一個電阻器的伏安特性曲線．可供選擇的實驗器材有：
A．待測電阻器R_x（2.5V，1.2W）        B．電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻為1Ω）
C．電壓表V（0～3V，內(nèi)阻未知）        D．滑動變阻器（0～10Ω，額定電流1A）
E．電源（E=3V，內(nèi)阻r=1Ω）          F．定值電阻R₀（阻值5Ω）
G．開關(guān)一個和導(dǎo)線若干
（1）實驗時，該同學(xué)采用電流表內(nèi)接法，并且電阻器兩端電壓從零開始變化，請在圖1內(nèi)畫出實驗電路圖．
（2）按照正確的電路圖，該同學(xué)測得實驗數(shù)據(jù)如下（請補充完整）：

I/A	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.48
U/V	0.25	0.40	0.60	0.90	1.25	1.85	2.50	3.00
UR/V	0.10	0.20		0.60	0.90		2.05	2.52

其中，I是電流表的示數(shù)，U是電壓表的示數(shù)，U_R是電阻器兩端的實際電壓．請通過計算補全表格中的空格，然后在坐標(biāo)圖實中畫出電阻器的伏安特性曲線．

（3）該同學(xué)將本實驗中的電阻器R_x以及給定的定值電阻R₀二者串聯(lián)起來，接在本實驗提供的電源兩端，則電阻器的實際功率是0.32W．（結(jié)果保留2位小數(shù)）

Answer 1

分析 1、為測量多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，該同學(xué)采用電流表內(nèi)接法，據(jù)此作出實驗電路圖．
2、根據(jù)串并聯(lián)電路特點和歐姆定律求解待測電阻器兩端電壓，運用描點法作出電阻器的伏安特性曲線．
3、在電阻器的伏安特性曲線上作出電源路端電壓與電路電流關(guān)系圖象，找出該圖象與電阻器伏安特性曲線交點所對應(yīng)的電壓與電流值，由P=UI求出電阻器的實際功率．

解答 解：（1）要使電阻器兩端電壓從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，該同學(xué)采用電流表內(nèi)接法，電路如圖實甲所示．

（2）電壓表的示數(shù)減去電流表的分壓即為電阻器兩端的電壓：U_R=U-Ir，數(shù)據(jù)如下表．

UR/V

0.10

0.20

0.35

0.60

0.90

1.45

2.05

2.52

電阻器的伏安特性曲線如圖乙所示．
（3）由U_R+I（r+R₀）=E作出UI圖象如圖乙中直線所示，
由此圖象與電阻器UI圖線的交點可得此時電阻器的電壓U_R=0.9 V，電流I=0.35 A，
電阻器的實際功率為P=UI≈0.32 W．
故答案為：（1）如圖甲；（2）如圖乙；（3）0.32

點評 本題考查了實驗電路的設(shè)計，設(shè)計實驗電路是實驗常考問題，設(shè)計實驗電路的關(guān)鍵是根據(jù)題目要求確定滑動變阻器采用分壓接法還是采用限流接法，掌握圖象法求解電阻器的實際功率．