Question

4．某同學想用伏安法研究電阻元件R₁（6V，3W）的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整（直接測量的變化范圍盡可能大一些），備有下列器材：
A．直流電源（6V，內阻不計）；
B．電流表G（滿偏電流I_g=3mA，內阻Rg=10Ω）；
C．電流表A（0～0.6A，內阻r約為8Ω）；
D．滑動變阻器（0～20Ω，1A）；
E．滑動變阻器（0～200Ω，1A）；
F．電阻箱R₀（阻值0-9999.9Ω）；
G．開關與導線若干；
（1）根據(jù)題目提供的實驗器材，請你在如圖方框中設計出測量電阻元件R₁的伏安特性曲線的電路原理圖．
（2）在實驗中，為了操作方便且能夠準確地進行測量，滑動變阻器應選用D．（填寫器材序號）
（3）利用所測數(shù)據(jù)作出R₁的伏安特性曲線，發(fā)現(xiàn)圖象明顯不是一條直線，產生這一現(xiàn)象的主要原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）題目中沒有提供電壓表，可以用靈敏電流計G和定值電阻串聯(lián)改裝成電壓表，由實驗要求可知本實驗中電流表及電壓表的示數(shù)應從零開始變化，根據(jù)分壓及限流的接法可得出實驗的電路圖；
（2）因要求電壓從零開始變化，變阻器用分壓接法，應選小阻值滑動變阻器；
（3）根據(jù)金屬導體電阻的性質可明確圖象彎曲的原因．

解答 解：由題意要求可知，電壓從零開始變化，并要多測幾組數(shù)據(jù)，故只能采用滑動變阻器分壓接法，燈泡的電阻約為R=$\frac{{U}^{2}}{P}=\frac{36}{2.5}=14.4$Ω，跟電流表內阻接近，所以用電流表外接法，電路圖如圖所示．
（2）因要求電壓從零開始變化，變阻器用分壓接法，應選小阻值的D．
（3）由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，從而導致得出的伏安特性曲線不是直線；
故答案為：（1）如圖所示；（2）D；（3）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大

點評 本題考查實驗中的儀表選擇及接法的選擇；應注意滑動變阻器分壓及限流接法的區(qū)別及應用，同時還應明確內外接法的不同及判斷．