题目内容

(1)某同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)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3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
C.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω,额定电流为0.6A)
D.直流电源(电动势E=3V,内阻不计)
E.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分别表示电学测量仪器上的电流和电压).
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

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①请在图1的方框中画出实验电路图,电学元件用Rx表示;
②在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
(2)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势,该同学利用如图2所示的电路进行实验,图中R0为已知阻值的定值电阻.
①用该电路测电动势与内阻,测量值和真实值的关系:E______ E,r______ r(填“>”、“<”或“=”)
②改变电阻箱阻值,取得多组数据.
为了便于用图象法求解电动势与内阻,需要建立合适的坐标系,纵坐标表示______,横坐标表示______.
(1)①电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;待测元件电阻阻值约为R=
2.5
0.55
≈4.5Ω,
RV
R
=
6000
4.5
≈1333,
R
RA
=
4.5
0.5
=9,
RV
R
R
RA
,应采用电流表外接法,实验电路图如图1所示.
②根据表中实验数据,应用描点法作图,图象如图2所示.
(2)①如果考虑电压表的内阻,根据实验的原理E=U+(
U
R+R0
+
U
RV
)r,得:
1
U
=
1
E
(1+
r
RV
)+
r
E
?
1
R+R0

纵轴表示
1
U
,横轴表示
1
R+R0
,考虑电压表的内阻,此时图线的纵轴截距表示
1
E
(1+
r
RV
),
所以E大于E,r大于r
故答案为:(1)①如图1所示. ②如图2所示.

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(2)①>;>;②
1
U
1
R+R0
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