Question

【題目】(10分)某研究性學習小組為了設計一款電子產(chǎn)品，需要選用某種電學元件．實驗中首先要描繪該元件的伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：

A．待測元件(額定電壓3 V、額定電流約為450 mA)

B．電流表A1(量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.5 Ω)

C．電流表A2(量程0～1 A，內(nèi)阻約為1 Ω)

D．電壓表V(量程0～3 V，內(nèi)阻約為1 kΩ)

E．滑動變阻器R1(阻值范圍0～5 Ω，允許最大電流1 A)

F．滑動變阻器R2(阻值范圍0～1 kΩ，允許最大電流100 mA)

G．直流電源E(輸出電壓4.5 V，內(nèi)阻不計)

H．開關(guān)S，導線若干

I．多用電表

（1）為提高實驗的準確程度，電流表應選用 ；滑動變阻器應選用 ．(以上均填器材代號或符號)

（2）請在甲圖中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接．

（3）實驗中得到了如下表所示幾組數(shù)據(jù)，請在圖乙中畫出該元件的U–I圖象．

電流(A)	0.00	0.10	0.20	0.30	0.36	0.39	0.41	0.43
電壓(V)	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00

（4）將上述兩個電學元件及一個R0＝10 Ω的定值電阻、一個電動勢E＝4.5 V(內(nèi)阻不計)的電源串聯(lián)成閉合電路，此時每個元件的實際功率為 W．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】（1）A1(或B) (1分) R1(或E) (1分) （2）圖解析(3分) （3）圖解析(2分) （4）0.23 (0.20～0.26均可) (3分)

【解析】

試題分析：（1）由待測元件額定電流約為450 mA可知，實驗中所需最大電流為0.45 A，因此電流表應選用量程較小為0～0.6 A的A1表，由待測元件額定電壓3 V、額定電流約為450 mA可估測其阻值為幾歐姆，因此滑動變阻器應選用最大阻值較小的R1，便于實驗調(diào)節(jié)操作．

（2）根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)可知，實驗中電壓、電流起始值為0，因此應采用滑動變阻器的分壓式接法，因此應用導線將滑動變阻器的左下方接線柱與電源的負極相連，又由于所測元件電阻遠小于電壓表的內(nèi)阻，因此應采用電流表的外接法，即用導線將待測元件的左接線柱與電壓表的“－”接線柱相連，如下圖所示．

（3）采用描點作圖法，作出該元件的U–I圖象如下圖所示．

（4）當上述兩個電學元件及一個R0＝10 Ω的定值電阻、一個電動勢E＝4.5 V(內(nèi)阻不計)的電源串聯(lián)成閉合電路時，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E＝2U＋IR0，變形并代入上述數(shù)值為：U＝2.25－5I，在第（3）問的解圖中作出該U–I圖線如下圖所示，由圖中兩圖線的交點可看出此時每個上述元件兩端的實際電壓為0.86 V，實際流過的電流為0.27 A，所以它的實際功率為：P＝UI＝0.23 W(因涉及坐標估讀，0.20 W～0.26 W均可)．