Question

16．某物理實(shí)驗(yàn)小組用下列器材進(jìn)行描繪一種特殊元件的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，用描點(diǎn)法畫出了元件R_x的伏安特性（I-U）曲線，如圖1所示．所用器材如下：
A．待測(cè)元件Rx
B．電流表A（0～50mA，內(nèi)阻很�。�
C．電壓表V（0～3V，內(nèi)阻很大）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，2A）
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0～1000Ω，0.2A）
F．電源（直流4V）
G．開關(guān)及導(dǎo)線

（1）為了調(diào)節(jié)方便，有效采集數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D．（填器材前面的字母）
（2）實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)根據(jù)圖甲所示電路圖進(jìn)行實(shí)物連接，請(qǐng)你在圖乙中補(bǔ)充完成實(shí)物電路的連線．
（3）若該元件R_x的最佳工作電壓為2.6V，現(xiàn)用電動(dòng)勢(shì)5V，內(nèi)阻r=1Ω的電源為其供電，則要使該元件處于最佳工作狀態(tài)，還要在電路中串聯(lián)一個(gè)阻值為R=39Ω的電阻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元件的額定電壓確定電壓表，從減小誤差和可操作性角度確定滑動(dòng)變阻器．
（2）已知原理圖，明確電路接法再連接實(shí)物圖即可；
（3）根據(jù)閉合電路的歐姆定律以及串并聯(lián)電路的規(guī)律即可求出串聯(lián)電阻的電阻值．

解答 解：（1）由表格中的數(shù)據(jù)可知，測(cè)量的最大電壓是3V，所以選擇的電壓表是量程3V的V₁；由于測(cè)量過程中的電壓是從0開始，所以實(shí)驗(yàn)使用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，要選擇電阻值比較小的D．
（2）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，如圖所示；
（3）該元件的最佳工作電壓為2.8V，設(shè)需要串聯(lián)一個(gè)電阻值為R的電阻，由圖可知，當(dāng)電壓為2.8V時(shí)電流I=30mA=0.03A，此時(shí)定值電阻與內(nèi)阻兩端的電壓之和為U’=4-2.8=1.2V，則由歐姆定律可得：I=$\frac{U′}{R+r}$，解得：R=$\frac{1.2}{0.03}$-1=39Ω；
故答案為：（1）D；（2）如圖所示；（3）39

點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪燈泡伏安特性曲線的性質(zhì)，對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)明確：①若要求電流從零調(diào)時(shí)，變阻器應(yīng)用分壓式接法．②當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法．③注意實(shí)物圖的連接方式．