Question

2．某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備探究某種元件Q的伏安特性曲線，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①按圖甲的電路圖補(bǔ)充完整圖乙中的實(shí)物連線．
②考慮電表內(nèi)阻的影響，該元件電阻的測(cè)量值小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）真實(shí)值．
③圖甲中閉合開關(guān)S，電流表、電壓表均有示數(shù)，但無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器滑動(dòng)片，總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零．原因可能是圖甲中的f（選填a、b、c、d、e、f）處接觸不良．
④據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，作出該元件的，I-U圖線如圖丙所示，則元件Q在U=0.8V時(shí)的電阻值是16Ω，則元件Q在U=1.6V時(shí)的功率是0.32W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原理圖可知電路的連接方式，則在實(shí)物圖中先串聯(lián)一個(gè)支路，再將測(cè)量電路并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的一部分兩端；
（2）誤差來(lái)自于電表的內(nèi)阻影響，分析兩表的示數(shù)變化可知誤差；
（3）電路中有電流存在，說(shuō)明電路和電源相連；但起不到分壓作用，則可知故障位置；
（4）由得出的圖象分析對(duì)應(yīng)的電流值，則由歐姆定律可求得電流，由功率公式即可求得功率．

解答 解：①由原理圖可知，滑動(dòng)變阻器采用了分壓接法，即先將下面兩個(gè)固定的接線柱接在電源兩端；再將用電器的一端接在上面任意一個(gè)接線柱上，另一端接到下面任意一個(gè)接線柱上；同時(shí)電流表采用外接法，注意電表的正極流入；實(shí)物圖如圖；
②電流表外接時(shí)，通過(guò)元件的電流值的測(cè)量值大于真實(shí)值；根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，該元件的電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值；
③由題意可知，電流與電源應(yīng)相連，不能調(diào)節(jié)到零說(shuō)明滑動(dòng)變阻器起不到分壓作用，故應(yīng)是f點(diǎn)接觸不良造成的；
④由得出的圖象可知，U=0.8V時(shí)，電流I=0.05A；故電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.8}{0.05}$=16Ω；
1.6V時(shí)的電流為0.2A；故功率P=UI=1.6×0.2=0.32W；
故答案為：①如圖；②小于；③f；④16Ω、0.32W．

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①進(jìn)行伏安法測(cè)電阻的誤差方向時(shí)，只要寫出待測(cè)電阻的測(cè)量值與真實(shí)值的表達(dá)式即可求解；②變阻器采用分壓式接法時(shí)，電壓表或電流表的示數(shù)可以從零調(diào)；③分析圖象的斜率時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要的物理規(guī)律寫出縱軸物理量與橫軸物理量的表達(dá)式，然后再討論斜率的物理意義即可