Question

【题目】(10分)某研究性学习小组为了设计一款电子产品，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3 V、额定电流约为450 mA)

B．电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约为0.5 Ω)

C．电流表A2(量程0～1 A，内阻约为1 Ω)

D．电压表V(量程0～3 V，内阻约为1 kΩ)

E．滑动变阻器R1(阻值范围0～5 Ω，允许最大电流1 A)

F．滑动变阻器R2(阻值范围0～1 kΩ，允许最大电流100 mA)

G．直流电源E(输出电压4.5 V，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 ；滑动变阻器应选用 ．(以上均填器材代号或符号)

（2）请在甲图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．

（3）实验中得到了如下表所示几组数据，请在图乙中画出该元件的U–I图象．

电流(A)	0.00	0.10	0.20	0.30	0.36	0.39	0.41	0.43
电压(V)	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00

（4）将上述两个电学元件及一个R0＝10 Ω的定值电阻、一个电动势E＝4.5 V(内阻不计)的电源串联成闭合电路，此时每个元件的实际功率为 W．(结果保留两位有效数字)

Answer 1

【答案】（1）A1(或B) (1分) R1(或E) (1分) （2）图解析(3分) （3）图解析(2分) （4）0.23 (0.20～0.26均可) (3分)

【解析】

试题分析：（1）由待测元件额定电流约为450 mA可知，实验中所需最大电流为0.45 A，因此电流表应选用量程较小为0～0.6 A的A1表，由待测元件额定电压3 V、额定电流约为450 mA可估测其阻值为几欧姆，因此滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1，便于实验调节操作．

（2）根据题中表格数据可知，实验中电压、电流起始值为0，因此应采用滑动变阻器的分压式接法，因此应用导线将滑动变阻器的左下方接线柱与电源的负极相连，又由于所测元件电阻远小于电压表的内阻，因此应采用电流表的外接法，即用导线将待测元件的左接线柱与电压表的“－”接线柱相连，如下图所示．

（3）采用描点作图法，作出该元件的U–I图象如下图所示．

（4）当上述两个电学元件及一个R0＝10 Ω的定值电阻、一个电动势E＝4.5 V(内阻不计)的电源串联成闭合电路时，根据闭合电路欧姆定律有：E＝2U＋IR0，变形并代入上述数值为：U＝2.25－5I，在第（3）问的解图中作出该U–I图线如下图所示，由图中两图线的交点可看出此时每个上述元件两端的实际电压为0.86 V，实际流过的电流为0.27 A，所以它的实际功率为：P＝UI＝0.23 W(因涉及坐标估读，0.20 W～0.26 W均可)．