Question

18．一實驗小組準備探究某種元件Q的伏安特性曲線，他們設計了如圖1所示的電路圖．請回答下列問題：

（1）請將圖2中的實物連線按電路圖補充完整．
（2）考慮電表內阻的影響，該元件電阻的測量值小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）真實值．
（3）在電路圖中閉合開關S，電流表、電壓表均有示數，但無論怎樣移動變阻器滑動片，總不能使電壓表的示數調為零．原因可能是圖中的f（選填a、b、c、d、e、f）處接觸不良．
（4）實驗測得表格中的7組數據．請在圖3坐標紙上作出該元件的I-U圖線．

序號	電壓/V	電流/A
1	0.00	0.00
2	0.40	0.02
3	0.80	0.05
4	1.20	0.12
5	1.60	0.20
6	2.00	0.31
7	2.40	0.44

（5）為了求元件Q在I-U圖線上某點的電阻，甲同學利用該點的坐標I、U，由R=$\frac{U}{I}$求得．乙同學作出該點的切線，求出切線的斜率k，由R=$\frac{1}{k}$求得．其中甲（選填“甲”、“乙”）同學的方法正確．

Answer 1

分析 （1）根據題意與表中實驗數據確定滑動變阻器與電流表接法，然后連接實物電路圖．
（2）根據實驗電路圖應用歐姆定律分析實驗誤差．
（3）分析電路故障根據分壓接法和限流法的不同進行分析；
（4）應用描點法作出圖象．
（5）根據圖象的性質進行分析，明確伏安特性曲線中計算電阻要用歐姆定律求解．

解答 解：（1）由原理圖可知，滑動變阻器采用了分壓接法，即先將下面兩個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接線柱上，另一端接到下面任意一個接線柱上；同時電流表采用外接法，注意電表的正極流入；實物圖如圖；

（2）電流表外接時，通過元件的電流值的測量值大于真實值，由歐姆定律可知，該元件的電阻的測量值小于真實值；
（3）電壓表示數不能調為零說明變阻器不是分壓式接法，即原因可能是f處接觸不良；
（4）根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后根據描出的點作出圖象如圖所示：
（5）根據歐姆定律R=$\frac{U}{R}$可知，待測電阻應是I-U圖線上對應的縱坐標U與橫坐標I的比值，即圖線上的點與原點連線斜率的倒數等于對應的電阻，而不是圖線切線的斜率表示電阻，所以甲同學的方法正確乙同學的方法錯誤

故答案為：（1）如圖；（2）小于；（3）f；（4）如圖；（5）甲

點評 本題應明確：①進行伏安法測電阻的誤差方向時，只要寫出待測電阻的測量值與真實值的表達式即可求解；
②變阻器采用分壓式接法時，電壓表或電流表的示數可以從零調；
③分析圖象的斜率時，應根據需要的物理規(guī)律寫出縱軸物理量與橫軸物理量的表達式，然后再討論斜率的物理意義即可．