题目内容

【题目】某物理学习小组的同学在研究性学习过程中,用伏安法研究某电子元件R1(6V,2.5W)的伏安特性曲线,要求多次测量尽可能减小实验误差,备有下列器材:

A.直流电源(6V,内阻不计)B.电流表G(满偏电流3mA,内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(0﹣0.6А,内阻未知)D.滑动变阻器R(0﹣20Ω,5A)
E.滑动变阻器R,(0﹣200Ω,1A)F.定值电阻R0(阻值1990Ω)
G.开关与导线若干
(1)根据题目提供的实验器材,请你设计出测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“ ”表示).(画在方框内)
(2)在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,滑动变阻器应选用 . (填写器材序号)
(3)将上述电子元件R1 和另一电子元件R2接入如图所示的电路甲中,它们的伏安特性曲线分别如图乙中oa、ob所示.电源的电动势E=10.0V,内阻忽略不计.调节滑动变阻器R3 , 使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等,则此时电子元件R1的阻值为Ω,R3接入电路的阻值为Ω(结果保留两位有效数字).

【答案】
(1)
(2)D
(3)10,20
【解析】解:(1)描绘伏安特性曲线,电压与电流从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法;

由题意可知,没有电压表,需要用已知内阻的电流表G与定值电阻R0串联测电压,

电压表内阻为10+1990=2000Ω,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,作出电路图如图所示;(2)电路中滑动变阻器采用分压接法,为了实验操作方便,所以要选择总阻值较小的滑动变阻器D;(3)电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等,说明它们的电压和电流相等,

由图乙可知,此时电阻两端的电压为U=2.5V,I=0.25A,

根据欧姆定律得:R1=

根据串联电路的特点,可知,此时流过R3的电流为:I′=I=0.25A

两端的电压为:U′=E﹣2U=10V﹣2.5×2V=5V,R3=

所以答案是:(1)如图所示;(2)D;(3)10,20.

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