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)對其提出質(zhì)疑，先需進一步驗證該伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：
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
滑動變阻器R₁：阻值范圍0-15Ω，允許最大電流1A
滑動變阻器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
開關(guān)S
導(dǎo)線若干

①為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用A₂；電壓表應(yīng)選用V₁；滑動變阻器應(yīng)選用R₁．（以上均填器材代號）
②為達到上述目的，請在圖2框內(nèi)畫出正確的實驗電路原理圖（注意選擇電流表的接法）．
③在如圖3所示的實物圖上用實線代替導(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)實驗測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時的電阻R=3.00Ω，實際功率P=1.92W （計算結(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，故滑動變阻器應(yīng)選用R₁；
②滑動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)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示：

④由圖示圖象可知，電流I=0.8A時，U=2.4V，則此時元件電阻：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．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路、連接實物電路圖、求電阻與功率問題，對電學(xué)實驗，注意伏安法時電流表內(nèi)外接法的選擇方法以及滑動變阻器采用分壓式接法的條件和選擇變阻器的原則．