题目内容

4.某同学想用伏安法研究电阻元件R1(6V,3W)的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些),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Ig=3mA,内阻Rg=10Ω);
C.电流表A(0~0.6A,内阻r约为8Ω);
D.滑动变阻器(0~20Ω,1A);
E.滑动变阻器(0~200Ω,1A);
F.电阻箱R0(阻值0-9999.9Ω);
G.开关与导线若干;
(1)根据题目提供的实验器材,请你在如图方框中设计出测量电阻元件R1的伏安特性曲线的电路原理图.
(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D.(填写器材序号)
(3)利用所测数据作出R1的伏安特性曲线,发现图象明显不是一条直线,产生这一现象的主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大.

分析 (1)题目中没有提供电压表,可以用灵敏电流计G和定值电阻串联改装成电压表,由实验要求可知本实验中电流表及电压表的示数应从零开始变化,根据分压及限流的接法可得出实验的电路图;
(2)因要求电压从零开始变化,变阻器用分压接法,应选小阻值滑动变阻器;
(3)根据金属导体电阻的性质可明确图象弯曲的原因.

解答 解:由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,灯泡的电阻约为R=$\frac{{U}^{2}}{P}=\frac{36}{2.5}=14.4$Ω,跟电流表内阻接近,所以用电流表外接法,电路图如图所示.
(2)因要求电压从零开始变化,变阻器用分压接法,应选小阻值的D.
(3)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,从而导致得出的伏安特性曲线不是直线;
故答案为:(1)如图所示;(2)D;(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大

点评 本题考查实验中的仪表选择及接法的选择;应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用,同时还应明确内外接法的不同及判断.

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