题目内容

(15分)在研究某电路元件的伏安特性时,得到了如下图所示的伏安特性曲线.备用器材有电压表V1(量程为3V,内阻约为6kΩ),电压表V2(量程为15V,内阻约为150kΩ);电流表A1(量程为150mA,内阻约为10Ω),电流表A2(量程为3A,内阻约为0.3Ω);滑动变阻器R1(20Ω 1A),滑动变阻器R2(1KΩ 0.2A).

(1)实验中电压表应选择     ,电流表应选择     ,滑动变阻器应选择     (选填写器材的字母代号).
(2)请在答题卡中将图中的实物连线补充完整.
(3)通过伏安特性曲线可知,随着电压的增大此元件的电阻      (选填“不变”、“增加”或“减小”)
(4)实验结束后,应先断开开关,拆除     两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(5)把此元件和电阻为99欧姆的标准电阻串联接在电动势为10V,内阻为1Ω的电源两端,此时电源的输出功率为             W.

⑴V2    A1    R1 ⑵连线如下图  ⑶ 减小  ⑷电池(5) 0.26W  (0.25~0.27W)

解析试题分析:(1)由表中数据可得,电压最大值接近12V,故电压表应选择V2  ,电路中电流最大为100mA,故电流表应选择 A1   ,在测量伏安特性曲线时,要求电流从零开始调节,应采用分压接法,滑动变阻器选择小电阻R1   
(2)本实验采用的是滑动变阻器分压接法,电流表采用分压接法;根据原理图依次将各元件连接,一般选连接串联部分,再连接并联部分;

(3)I-U图象中,图象的斜率表示电阻的倒数,由图象可知,斜率增大,故电阻减小;
(4)实验结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线,防止电源出现短路,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(5)在原图中再作出以99Ω等效为电源内阻时的伏安特性曲线,如下图,

则两图象的交点纵坐标为电路中的电流25mA;此时灯泡两端的电压为7.9V;则电源的输出总电压U=7.9+IR=9.88V;由P=UI可求得电源的输出功率P=UI=9.88×0.025W≈0.26W;
考点:研究某电路元件的伏安特性

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