题目内容

4.现用伏安法研究某电子器件R1的(6V,2.5W)伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整,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5mA,内阻Rg=10Ω);
C.电流表A(0-0.6A,内阻1Ω);
D.电压表V(0-3V,内阻1000Ω)
E.滑动变阻器(0-10Ω,10A);
F.滑动变阻器(0-200Ω,1A);
G.定值电阻R0(阻值1190Ω);
H.开关与导线若干;
(1)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E,电流表应选用C.(填写器材序号)
(2)根据题目提供的实验器材,请你在图1方框里设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“”表示).
(3)将上述电子器件R1 和另一电子器件R2接入如图2(甲)所示的电路中,它们的伏安特性曲线分别如图2(乙)中Ob、Oa所示.电源的电动势E=8.0V,内阻忽略不计.调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等,则滑动变阻器R3接入电路的阻值为12Ω.

分析 (1)由于滑动变阻器采用分压接法,因此,在保证安全的前提下,选择总阻值小的;
(2)本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,因该电子元件内阻较小,故应选用电流表外接,由此可正确画出实验原理图;
(3)R1和R2串联使用,因此它们的电流相等,根据图乙可以求出当电流相等时,它们的电压值,然后根据闭合电路欧姆定律求解;

解答 解:(1)由于滑动变阻器采用分压接法,因此,在保证安全的前提下,选择总阻值小的,因此滑动变阻器应选用E.
电子器件R1的额定电流I≈0.4A,电流表应选用C.
(2)本实验中为了多测数据,滑动变阻器采用分压接法,因该电子元件内阻较小,故应选用电流表外接,题目中没有给出电压表,因此需要用已知内阻电流表进行改装,具体实验原理图如下所示:

(3)R1和R2串联使用,因此它们的电流相等,由乙图可知R1和R2的相等电流为:I=0.25A,此时R1和R2的电压均为:U=2.5V,
因此它们的电阻之和为:R=2$\frac{U}{I}$=2×$\frac{2.5}{0.25}$=20Ω;
此时R3两端的电压为:U1=8.0V-2.5V-2.5V=3V,
此时接入电路中的电阻为:R3=$\frac{3}{0.25}$=12Ω.
故答案为:(1)E,C  
(2)如图
(3)12

点评 本实验考查了仪器选择、电路设计、滑动变阻器两种接法等问题,由U-I图象找出电压、电流关系,熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键.

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