题目内容

20.某研究性学习小组的同学进行电学实验过程 发现一个有趣的元件,它由A、B两导体并联组成,被封闭在一个透明的玻璃壳内,a、b是其两个外露的接线柱,如图(a)所示,A是一个阻值为20Ω的定值电阻,B是一种由特殊金属丝制成的导体,它的额定电压是9V.为了进一步探究该元件的某些特性,同学们设计了适当的电路,使该元件上电压从零开始逐渐增加,测得相应的电流,并绘制出如图(c)所示的I-U曲线.

(1)图(b)是该小组实验时连接的实物图,请将漏画的一根导线补上;
(2)由图(c)的I-U曲线可求得导体B的额定电流为0.09A;
(3)若把该元件与一阻值为18Ω的定值电阻串联后接到电动势为9V,内阻不计的电源两端,则该元件的实际功率为0.99W.

分析 (1)本实验采用分压接法,根据分压接法中滑动变阻器的连接方法连图即可;
(2)由图中伏安特性曲线,根据额定电压值可得出对应的电流值;
(3)在图c中做出电阻的伏安特性曲线,两图的交点为电阻的工作状态点,由图可求出元件的实际功率及电流.

解答 解:(1)由题意可知,电路应采用分压接法,故滑动变阻器应先全部接在电源两端,并且开关应控制整个电路;故将电键左端与滑动变阻器的左下接线柱相连即可;答案如图所示;

(2)由图可知,当电压为9V时,电路中的电流为0.09A;
(3)将18Ω作为电源的内阻,如图作出等效电源的伏安特性曲线;

则交点为待测电阻的工作点;
由图象可知电路中总电流为0.33A;电压为3V;
所以功率P=UI=3×0.33=0.99W;
故答案为:(1)如上图;
(2)0.09
(3)0.99

点评 本题考查伏安特性曲线的实验方法及数据处理,在解决问题时要注意图象的应用;本题中要求学生能用到等效电源,并且明确图象的交点为电阻的工作点.

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