Question

小亮同学为研究某电学元件（最大电压不超过2.5 V，最大电流不超过0.55 A）的伏安特性曲线，在实验室找到了下列实验器材：

A．电压表（量程是3 V，内阻是6 kΩ的伏特表）

B．电压表（量程是15 V，内阻是30 kΩ的伏特表）

C．电流表（量程是0.6 A，内阻是0.5 Ω的安培表）

D．电流表（量程是3 A，内阻是0.1 Ω的安培表）       

F．滑动变阻器（阻值范围0~5 Ω），额定电流为0.6 A

G．滑动变阻器（阻值范围0~100 Ω），额定电流为0.6 A

直流电源（电动势E＝3 V，内阻不计）

开关、导线若干。

该同学设计电路并进行实验，通过实验得到如下数据（I和U分别表示电学元件上的电流和电压）。

I/A	0	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

①为提高实验结果的准确程度，电流表选     ；电压表选      ；滑动变阻器选    。（以上均填写器材代号）

②请在上面的方框中画出实验电路图；

③在图（a）中描出该电学元件的伏安特性曲线；

④据图（a）中描出的伏安特性曲线可知，该电学元件的电阻随温度而变化的情况为：                                  ；

⑤把本题中的电学元件接到图（b）所示电路中，若电源电动势E=2.0 V，内阻不计，定值电阻R=5 Ω，则此时该电学元件的功率是_______W。

Answer

①C A F （3分）②电路如答图1所示 （2分）③如答图2所示 ④原件电阻随温度的升高而增大（2分） ⑤0.14～0.18 W均可（3分）

【解析】

试题分析：①从数据表可知最大电流值为0.50 A，最大电压值为2.00 V，所以电流表选用C，电压表选A。由于电流值和电压值都可以取0值，表明滑动变阻器用分压式，根据小滑变分压，所以滑动变阻器选F。

②粗略计算待测电阻值Ω此值远远小于电压表的内阻，而接近于电流表的内阻，因此伏安法采用内接法，电路图如下。 

③把数据表上的数值用描点法描上去，然后用平滑的曲线连接起来，图象如下。

④描出的伏安特性曲线可知，该电学元件的电阻随温度的升高而增大。

⑤把定值电阻视为电源的内阻，在答图2中，横截距为电源电动势2.0 V，由于内阻为5Ω，则短路电流为0.4 V，在图中画出直线来，直线与曲线的交点就是待测电阻此刻的电流和电压值，电压约为0.60 V，电流值为0.29 A，则功率为0.17 W。

考点：本题考查电阻的测量，涉及伏安法，滑动变阻器的接法，电表与滑动变阻器的选择和图象法。