Question

某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3kΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、定值电阻等

（1）使用多用电表粗测元件X的电阻，选择“×1”欧姆档测量，示数如图1a所示，读数为______Ω，据此应选择图1中的_________（填“b”或“c”）电路进行实验。

（2）连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐______（填“增大”或者“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。

（3）图2（a）是根据实验数据做出的U-I图线，由图可判断元件_________（填“X”或“Y”）是非线性原件。

（4）该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和内阻r，如图2（b）所示，闭合和，电压表读数为3．00V，断开，读数为1．00V，利用如图2（a）可算出E=_________V，r=__________Ω（结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表）。

Answer

（1）10，b；

（2）增大；

（3）Y；

（4）3．2，0．50

【解析】

试题分析：（1）由图1（a）可知，指针指在“10刻度线”位置处，由于“10刻度线”左右两边的最小刻度都不是“1份”单位，因此不需要估读下一位，又因为多用电表选择开关选择了“×1”挡，所以最终读数为10Ω，此值约为所用电压表内阻的1/300，电流表内阻的10倍，因而相对较小，为了减小电表内阻引起的实验测量误差，应选用电流表的外接法，即图1（b）电路。

（2）图1（b）电路中采用了滑动变阻器的分压式接法，在滑片P从左向右滑动的过程中，测量电路部分分得的电压逐渐增大，因此电流表读数应逐渐增大。

（3）由图2（a）可知，X对应的U-I关系图线为直线，Y对应的U-I关系图线为曲线，即Y是非线性元件。

（4）由图2（a）可知，当线性元件X两端电压为3．00V时，对应流经它的电流为0．30A，电压为1．00V时，对应流经它的电流为0．10A，所以元件X的电阻为RX＝10Ω，根据闭合电路欧姆定律E＝I（＋r）可知，当闭合S1和S2时，R被短路，E＝0．30A×（RX＋r），断开S2后，R与元件X串联接在电源两端，E＝0．10A×（RX＋R＋r），解得：E＝3．15V＝3．2V，r＝0．50Ω。

考点：描绘小灯泡伏安特性曲线实验