Question

某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要用到某元件（电阻约为20Ω）．现需要描绘该元件的伏安特性曲线．实验室备有下列器材：

器材（代号）	规格
电流表（A1）	量程0～5mA，内阻约为50Ω
电流表（A2）	量程0～200mA，内阻约为10Ω
电压表（V1）	量程0～3V，内阻约为10kΩ
电压表（V2）	量程0～15V，内阻约为25kΩ
滑动变阻器（R1）	阻值范围0～10Ω，允许最大电流1A
滑动变阻器（R2）	阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA

直流电源（E）    输出电压4V，内阻不计

开关（S）及导线若干

①为提高实验结果的准确程度，电流表应选用      ；电压表应选用      ；滑动变阻器应选用      ．（以上均填器材代号）

②为达到上述目的，请在虚线框（图1）内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．

③现已描绘出该元件的伏安特性曲线如图2． 若将该元件直接连接在一个电动势为3V，内阻为5Ω的电源上，则该元件消耗的功率为      W．（保留3位有效数字）

Answer

（1）A2；V1；R1；（2）如图所示；（3）0.355

【解析】【解析】
（1）由图可知，电流最大值为0.3A，故电流表应选用A2，灯泡两端的电压最大为2.5V，故电压表应选用V1，

由图可知，电流电压是从零开始变化的，故应选用分压接法，故滑动变阻器应选用R1；

（2）滑动变阻器选用分压接法；元件内阻较小，故应选用电流表外接法，电路图如右图所示．

（3）由电源的电动势和内阻得U=3﹣5I，

作出电源的伏安特性曲线如图所示：

则交点为元件的工作点，由图可知，原件的电压为2.15V，电流为0.165A，

则灯泡的功率P=UI=2.15×0.165=0.355W；

故答案为：（1）A2；V1；R1；（2）如图所示；（3）0.355

【点评】本题考查小灯泡的伏安特性曲线中的仪表的选择及接法；一般来说本实验都是采用分压外接法．

求元件实际功率时，需要在U﹣I图象中再画出表示电源的U﹣I图象，根据交点坐标来求功率．