Question

4．現(xiàn)用伏安法研究某電子器件R₁的（6V，2.5W）伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整，備有下列器材：

A．直流電源（6V，內(nèi)阻不計(jì)）；
B．電流表G（滿偏電流5mA，內(nèi)阻R_g=10Ω）；
C．電流表A（0-0.6A，內(nèi)阻1Ω）；
D．電壓表V（0-3V，內(nèi)阻1000Ω）
E．滑動(dòng)變阻器（0-10Ω，10A）；
F．滑動(dòng)變阻器（0-200Ω，1A）；
G．定值電阻R₀（阻值1190Ω）；
H．開關(guān)與導(dǎo)線若干；
（1）在實(shí)驗(yàn)中，為了操作方便且能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E，電流表應(yīng)選用C．（填寫器材序號）
（2）根據(jù)題目提供的實(shí)驗(yàn)器材，請你在圖1方框里設(shè)計(jì)出測量電子器件R₁伏安特性曲線的電路原理圖（R₁可用“”表示）．
（3）將上述電子器件R₁ 和另一電子器件R₂接入如圖2（甲）所示的電路中，它們的伏安特性曲線分別如圖2（乙）中Ob、Oa所示．電源的電動(dòng)勢E=8.0V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₃，使電阻R₁和R₂消耗的電功率恰好相等，則滑動(dòng)變阻器R₃接入電路的阻值為12Ω．

Answer 1

分析 （1）由于滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因此，在保證安全的前提下，選擇總阻值小的；
（2）本實(shí)驗(yàn)中為了多測數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因該電子元件內(nèi)阻較小，故應(yīng)選用電流表外接，由此可正確畫出實(shí)驗(yàn)原理圖；
（3）R₁和R₂串聯(lián)使用，因此它們的電流相等，根據(jù)圖乙可以求出當(dāng)電流相等時(shí)，它們的電壓值，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求解；

解答 解：（1）由于滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因此，在保證安全的前提下，選擇總阻值小的，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用E．
電子器件R₁的額定電流I≈0.4A，電流表應(yīng)選用C．
（2）本實(shí)驗(yàn)中為了多測數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因該電子元件內(nèi)阻較小，故應(yīng)選用電流表外接，題目中沒有給出電壓表，因此需要用已知內(nèi)阻電流表進(jìn)行改裝，具體實(shí)驗(yàn)原理圖如下所示：

（3）R₁和R₂串聯(lián)使用，因此它們的電流相等，由乙圖可知R₁和R₂的相等電流為：I=0.25A，此時(shí)R₁和R₂的電壓均為：U=2.5V，
因此它們的電阻之和為：R=2$\frac{U}{I}$=2×$\frac{2.5}{0.25}$=20Ω；
此時(shí)R₃兩端的電壓為：U₁=8.0V-2.5V-2.5V=3V，
此時(shí)接入電路中的電阻為：R₃=$\frac{3}{0.25}$=12Ω．
故答案為：（1）E，C  
（2）如圖
（3）12

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)考查了儀器選擇、電路設(shè)計(jì)、滑動(dòng)變阻器兩種接法等問題，由U-I圖象找出電壓、電流關(guān)系，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律是正確解題的關(guān)鍵．