Question

7．某物理实验小组用下列器材进行实验描绘一种特殊元件的伏安特性曲线，所测数据记录在表格中：
器材：A．待测元件Rx
B．电流表A（0～50mA，内阻约为200Ω）
C．电压表V₁（0～3V，内阻约为10kΩ）
D．电压表V₂（0～6V，内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器R₁（0～20Ω，2A）
F．滑动变阻器R₂（0～200Ω，0.2A）
G．学生电源（直流4V）
H．开关及导线

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.6	2.8	3.0
I/mA	0	0.9	2.2	4.2	6.7	11.9	19.0	23.8	30.0	37.1

（1）为了调节方便，尽可能准确测量，电压表应选V₁，滑动变阻器应选R₁．（填器材序号）
（2）在图1虚线框内画出实验电路图．

（3）在图2坐标纸上用描点法画出元件的伏安特性（I～U）曲线．

Answer 1

分析 （1）根据元件的额定电压确定电压表，从减小误差和可操作性角度确定滑动变阻器．
（2）根据实验要求电流从零调可知变阻器应用分压式接法，根据待测电阻远小于电压表内阻可知，电流表应用外接法；
（3）描点法作图的关键是认真描点画出平滑的曲线即可．

解答 解：（1）由表格中的数据可知，测量的最大电压是3V，所以选择的电压表是量程3V的V₁；由于测量过程中的电压是从0开始，所以实验使用滑动变阻器的分压式接法，要选择电阻值比较小的R₁．
（2）待测电阻的电阻值约为：Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0}{37.1×1{0}^{-3}}$=81Ω＜R_A；即待测元件的电阻值小于电流表的电阻值，所以测量电路需要使用电流表外接法．由于测量过程中的电压是从0开始，所以实验使用滑动变阻器的分压式接法．则实验的原理图如图．

（3）将表格中的数据先在图中描点，然后用平滑的曲线连接如图；
故答案为：（1）C  E（2）实验电路图如图；（3）元件的伏安特性（I～U）曲线如图

点评 本题考查伏安法测量电动势和内电阻的实验，对电学实验应明确：①若要求电流从零调时变阻器应用分压式接法．②当待测电阻远小于电压表内阻时，电流表应用外接法．③注意实物图的连接方式．