Question

（2012?南通二模）某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件．实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
A．待测元件（额定电压2V、额定电流200mA）
B．电流表A₁（量程0～0.3A，内阻约为1Ω）
C．电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
D．电压表V（量程0～3V，内阻约为10kΩ）
E．滑动变阻器R₁（阻值范围0～5Ω，允许最大电流1A）
F．滑动变阻器R₂（阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA）
G．直流电源E（输出电压3V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
I．多用电表
（1）为提高实验的准确程度，电流表应选用

A₁

；滑动变阻器应选用

R₁

（以上均填器材代号）．
（2）请在图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．
（3）检查实验电路连接正确，然后闭合开关，调节滑动变阻器滑动头，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转．在不断开电路的情况下，检查电路故障，应该使用多用电表

直流电压

挡；检查过程中将多用表的红、黑表笔与电流表“+”、“-”接线柱接触时，多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是

电流表断路

．

Answer 1

分析：（1）根据待测元件的额定电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；
（2）要描绘待测元件的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据待测元件电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法，然后连接实物电路图．
（3）在不断开电源的情况下，一般应用直流电压表检查电路故障；当电压表并联在某段电路两端时，如果电压表示数为零，说明该部分电路短路或该部分电路完好而在该部分电路之外存在断路；如果电压表示数较大，接近电源电动势，说明该部分电路断路．

解答：解：（1）待测元件额定电流是200mA=0.2A，则电流表应选电流表A₁（量程0～0.3A，内阻约为1Ω）；电源电动势是3V，不论使用哪个滑动变阻器都能保证电路安全，为方便实验操作，应选用最大阻值较小的滑动变阻器R₁．
（2）本实验中滑动变阻器采用分压接法；待测元件的电阻
R=

U额

I额

=

2V

0.2A

=10Ω，

R

RA

=

10Ω

1Ω

=10，

RV

R

=

10000Ω

10Ω

=1000，

RV

R

＞

R

RA

，电流表应采用外接法，
实验电路图如图所示；
（3）实验电路连接正确，闭合开关，调节滑动变阻器滑动头，发现电流表和电压表指针始终不发生偏转，说明电路存在断路．在不断开电路的情况下，应该使用多用电表直流电压挡检查电路故障；检查过程中将多用表的红、黑表笔与电流表“+”、“-”接线柱接触时，多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是电流表断路．
故答案为：（1）A₁；R₁；（2）实物电路图如图所示；（3）直流电压；电流表断路．

点评：本题考查了选择实验器材、设计并连接实物电路图、电路故障分析；既可以用电压表检查电路故障，也可以用欧姆表检查电路故障，用欧姆表检查电路故障时，电路应断开与电源的连接．