Question

【題目】某研究性學習小組通過實驗探究一電器元件(用表示)的伏安特性曲線。他們通過選擇器材、設(shè)計電路在實驗中測得該元件兩端的電壓與通過它的電流的數(shù)據(jù)如下表：

他們在實驗室備有下列器材：

A．靈敏電流計G：量程3 mA，內(nèi)阻Rg＝100 Ω

B．電流表A：量程500 mA，內(nèi)阻RA＝1 Ω

C．滑動變阻器R1：阻值0～5 Ω

D．滑動變阻器R2：阻值0～100 Ω

E．電阻箱R3：阻值0～9 999 Ω

F．電源E：電動勢4 V，內(nèi)阻不計

G．開關(guān)S及導線若干

請回答下列問題。

(1)實驗前，需把靈敏電流計G改裝成量程為3 V的電壓表以滿足測量要求，則電阻箱R3接入的阻值為________Ω；

(2)為了調(diào)節(jié)方便，測量的準確度較高，請在空白框中畫出設(shè)計的實驗電路圖，并將所選器材的符號標注到電路圖中_________；

(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作出的I－U圖象如圖所示，當流過該元件的電流為0.34 A時，該元件的電阻為________Ω；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)將該元件和一阻值為6 Ω的電阻串聯(lián)后接在一電動勢為3 V、內(nèi)阻不計的電源上，該元件的功率為________W。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】900 3.8 0.35(0.33～0.37)

【解析】

(1)[1]．根據(jù)電表改裝原理可知，靈敏電流計改裝成電壓表需要串聯(lián)一個大電阻，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可解得：

R′＝＝900 Ω。

(2)[2]．根據(jù)表格數(shù)據(jù)和要求，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，且分壓式接法中滑動變阻器應(yīng)選總阻值較小的R1；將靈敏電流計G串聯(lián)電阻箱R3，接入的阻值為R′＝900 Ω改裝成量程為3 V的電壓表，則電壓表的內(nèi)阻為RV＝1 000 Ω；由于電流表的內(nèi)阻已知，所以改裝后的電流表應(yīng)選用內(nèi)接法。電路圖如圖所示：

(3)[3]．根據(jù)圖線知，當電流為0.34 A時，該元件兩端的電壓為1.3 V，該元件的電阻為

Rx＝＝3.8 Ω。

(4)[4]．將該元件和一阻值為6 Ω的電阻串聯(lián)后接在一電動勢為3 V的電源上，相當于元件接在電動勢為3 V，內(nèi)阻為6 Ω的電源上，在元件的I－U圖象中做出該電源的外特性曲線如圖：

圖象的交點為(1.1 V，0.32 A)，故該元件的功率為

P＝1.1 V×0.32 A＝0.35 W。