Question

某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R₁（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材

A.直流电源（6V，内阻不计）

B.电流表G（满偏电流3mA，内阻10Ω）

C.电流表A（0～0.6A，内阻未知）

D.滑动变阻器R（0～20Ω，5A）

E.滑动变阻器R'（0～200Ω，1A）

F.定值电阻R₀（阻值为1990Ω）

G.开关与导线若干

（1）根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R₁伏安特性曲线的电路原理图（R₁可用“”表示）（请画在图1方框内）

（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用      （温馨提示：填写器材前面的字母序号）

（3）将上述电子元件R₁和另一个电子元件R₂接入如图2所示的电路甲中，他们的伏安特性曲线分别如图3中oa、ab所示，电源的电动势E=7.0V，内阻忽略不计，调节滑动变阻器R₃，使电子元件R₁和R₂消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R₁的阻值为      Ω，R₃接入电路的阻值为      Ω（结果保留两位有效数字）

Answer

（1）电路图如图所示；

（2）D；（3）10；8.0．

【解析】【解析】
（1）描绘伏安特性曲线，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；

由题意可知，没有电压表，需要用已知内阻的电流表G与定值电阻R0串联测电压，

电压表内阻为10+1990=2000Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示：

（2）滑动变阻器采用分压接法，所以在选择时选择总阻值较小的滑动变阻器D，便于调节．

（3）电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，说明它们的电压和电流相等，

由图（3）乙可知，此时电阻两端的电压为U=2.5V，I=0.25A，

根据欧姆定律得：R1===10Ω

根据串联电路特点，可知，此时流过R3的电流为：I′=I=0.25A，

两端的电压为：U′=E﹣2U=7V﹣2.5×2V=2V，R3===8.0Ω．

故答案为：（1）电路图如图所示；（2）D；（3）10；8.0．

【点评】本题考查实验中的仪表选择及接法的选择；应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用，同时还要学会结合图象以及电路的串并联进行数据处理．