Question

5．在探究額定電壓為2V的電學(xué)元件的U-I關(guān)系時(shí)，備有下列器材：
電流表A（量程0～3mA，內(nèi)阻r_A=50.0Ω）
電流表B（量程0～0.6A，內(nèi)阻r_B=5.0Ω）
滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，2.0A）
滑動(dòng)變阻器R₁（0～100Ω，2.0A）
電阻箱R₃（0～999.9Ω）
電源E=3V，內(nèi)阻不計(jì)開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干．

（1）某同學(xué)利用上述器材設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，圖中X表選A，Y選滑動(dòng)變阻器選R₁；（均填寫(xiě)器材的字母代號(hào)）
（2）利用你選定的X表改裝成一個(gè)量程為3V的電壓表，電阻箱R₃的阻值調(diào)為950Ω；
（3）該同學(xué)利用測(cè)得的數(shù)據(jù)在圖乙所示的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，當(dāng)I₁=1.5mA，元件的電功率值為0.68W（保留2位有效數(shù)字），此值與元件的實(shí)際功率值相比偏大．（填“偏大”、“偏小”或“相等”）

Answer 1

分析 （1）分析實(shí)驗(yàn)原理，明確給出的儀表，從而結(jié)合題意分析應(yīng)采用的儀器；
（2）根據(jù)電表的改裝原理可明確電阻箱的接入阻值；
（3）根據(jù)描出的點(diǎn)得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線，由圖象可明確對(duì)應(yīng)的電流值，由功率公式即可求得實(shí)際功率，再根據(jù)電表內(nèi)阻的影響分析誤差情況．

解答 解：（1）由圖可知，X與電阻箱串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用，Y串聯(lián)在電路中測(cè)量電流，由圖可知，電流的最大值約為0.6A，故Y應(yīng)為B，故X應(yīng)為A；由于采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總電阻較小的R₁；
（2）根據(jù)改裝原理可知，R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{3×1{0}^{-3}}$-50=950Ω；
（3）I₁=1.5mA，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，此時(shí)電壓U=1.5×10^-3×1000=1.5V；
電流約為I=0.45A，元件的電功率值為P=UI=1.5×0.45=0.68W；因電流值為電流表的示數(shù)，由于采用的是電流表外接法，故電流表的示數(shù)大于燈泡中實(shí)際電流；故測(cè)量值大于真實(shí)值；
故答案為：（1）A，R₁；（2）950；（3）0.68，偏大

點(diǎn)評(píng) 本題考查燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)，注意本實(shí)驗(yàn)中一般采用分壓外接法；若滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，應(yīng)選阻值小的變阻器，這樣變阻器的輸出電壓線性較好，易調(diào)節(jié)．同時(shí)注意圖象的應(yīng)用，明確燈泡與電源相連接時(shí)，燈泡電阻不一定是額定值，不能利用歐姆定律求解．