Question

一实验小组准备绘制某元件 Q（用表示，3.8 V  2W）的伏安特性曲线，实验准备如下:

电压表 V₁，量程 0～3 V，内阻约为5 kΩ   

电压表 V₂，量程 0～15 V，内阻约为5 kΩ

电流表 A₁，量程 0～0.6A，内阻约为0.4 Ω   

滑动变阻器 R₁，最大阻值 10 Ω  

滑动变阻器 R₂，最大阻值 500 Ω

直流电源E，电动势约为 6 V，内阻约为 0.5 Ω

（1）在上述器材中，电压表应选___（填 V₁，V₂）；滑动变阻器应选___（填 R₁，R₂）。

（2）在虚线框内画出实验的电路图 _______________

（3）考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值_____填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

（4）根据实验测得数据描绘出如图乙所示的 I-U 图象，由此可知随着元件两端电压的升高，该元件电阻_____（填“变大”、“变小”或“不变”），为了求该元件在 I-U 图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由 求得。乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率 k，由求得。其中_____（填“甲”、“乙”）同学的方法正确。

Answer

如图所示：

小于变小 甲

【解析】

根据元件Q的电压和功率来判断电压表和滑动变阻器的选择，从而判断原理图的连接方式，然后利用欧姆定律来判断电阻的测量值和真实值之间的关系；

（1）由于某元件 Q的额定电压为，由于电压表的量程过大，导致读数时误差较大，故电压表只能选择，滑动变阻器选择，便于调节；

（2）某元件 Q的电阻为，与电流表内阻相差不多，故采用安培表外接法，由于安培表和电压表从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，如图：

（3）电流表外接时，通过元件的电流值的测量值大于真实值，根据可知，该元件的电阻的测量值小于真实值；

（4）根据实验测得数据描绘出图象可知随着元件两端电压的升高，图像的斜率增大，而斜率的倒数等于电阻，可知电阻变小；

从理论上讲，甲利用了欧姆定律，乙同学利用了斜率的意义，理论上说都没有问题，但从实际情况来说，我们根据测量数据描绘的I-U图象是大致曲线，存在很大的误差，如果再作出切线线求电阻，误差更大，计算结果更不准确，故甲同学的计算结果更准确。