Question

【題目】某研究性學習小組通過實驗探究一電器元件(用表示)的伏安特性曲線。他們通過選擇器材、設計電路在實驗中測得該元件兩端的電壓與通過它的電流的數據如下表：

他們在實驗室備有下列器材：

A．靈敏電流計G：量程3 mA，內阻Rg＝100 Ω

B．電流表A：量程500 mA，內阻RA＝1 Ω

C．滑動變阻器R1：阻值0～5 Ω

D．滑動變阻器R2：阻值0～100 Ω

E．電阻箱R3：阻值0～9 999 Ω

F．電源E：電動勢4 V，內阻不計

G．開關S及導線若干

請回答下列問題。

(1)實驗前，需把靈敏電流計G改裝成量程為3 V的電壓表以滿足測量要求，則電阻箱R3接入的阻值為________Ω；

(2)為了調節方便，測量的準確度較高，請在空白框中畫出設計的實驗電路圖，并將所選器材的符號標注到電路圖中_________；

(3)根據表格中的數據作出的I－U圖象如圖所示，當流過該元件的電流為0.34 A時，該元件的電阻為________Ω；(結果保留兩位有效數字)

(4)將該元件和一阻值為6 Ω的電阻串聯后接在一電動勢為3 V、內阻不計的電源上，該元件的功率為________W。(結果保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】900 3.8 0.35(0.33～0.37)

【解析】

(1)[1]．根據電表改裝原理可知，靈敏電流計改裝成電壓表需要串聯一個大電阻，根據串聯電路規律可解得：

R′＝＝900 Ω。

(2)[2]．根據表格數據和要求，滑動變阻器應采用分壓式接法，且分壓式接法中滑動變阻器應選總阻值較小的R1；將靈敏電流計G串聯電阻箱R3，接入的阻值為R′＝900 Ω改裝成量程為3 V的電壓表，則電壓表的內阻為RV＝1 000 Ω；由于電流表的內阻已知，所以改裝后的電流表應選用內接法。電路圖如圖所示：

(3)[3]．根據圖線知，當電流為0.34 A時，該元件兩端的電壓為1.3 V，該元件的電阻為

Rx＝＝3.8 Ω。

(4)[4]．將該元件和一阻值為6 Ω的電阻串聯后接在一電動勢為3 V的電源上，相當于元件接在電動勢為3 V，內阻為6 Ω的電源上，在元件的I－U圖象中做出該電源的外特性曲線如圖：

圖象的交點為(1.1 V，0.32 A)，故該元件的功率為

P＝1.1 V×0.32 A＝0.35 W。