Question

【題目】一實驗小組準備繪制某元件 Q（用表示，3.8 V 2W）的伏安特性曲線，實驗準備如下:

電壓表 V1，量程 0～3 V，內阻約為5 kΩ

電壓表 V2，量程 0～15 V，內阻約為5 kΩ

電流表 A1，量程 0～0.6A，內阻約為0.4 Ω

滑動變阻器 R1，最大阻值 10 Ω

滑動變阻器 R2，最大阻值 500 Ω

直流電源E，電動勢約為 6 V，內阻約為 0.5 Ω

（1）在上述器材中，電壓表應選___（填 V1，V2）；滑動變阻器應選___（填 R1，R2）。

（2）在虛線框內畫出實驗的電路圖 _______________

（3）考慮電表內阻的影響，該元件電阻的測量值_____填“大于”、“等于”或“小于”）真實值。

（4）根據實驗測得數據描繪出如圖乙所示的 I-U 圖象，由此可知隨著元件兩端電壓的升高，該元件電阻_____（填“變大”、“變小”或“不變”），為了求該元件在 I-U 圖線上某點的電阻，甲同學利用該點的坐標I、U，由 求得。乙同學作出該點的切線，求出切線的斜率 k，由求得。其中_____（填“甲”、“乙”）同學的方法正確。

Answer 1

【答案】 如圖所示：

小于變小 甲

【解析】

根據元件Q的電壓和功率來判斷電壓表和滑動變阻器的選擇，從而判斷原理圖的連接方式，然后利用歐姆定律來判斷電阻的測量值和真實值之間的關系；

（1）由于某元件 Q的額定電壓為，由于電壓表的量程過大，導致讀數時誤差較大，故電壓表只能選擇，滑動變阻器選擇，便于調節；

（2）某元件 Q的電阻為，與電流表內阻相差不多，故采用安培表外接法，由于安培表和電壓表從零開始調節，故滑動變阻器采用分壓式接法，如圖：

（3）電流表外接時，通過元件的電流值的測量值大于真實值，根據可知，該元件的電阻的測量值小于真實值；

（4）根據實驗測得數據描繪出圖象可知隨著元件兩端電壓的升高，圖像的斜率增大，而斜率的倒數等于電阻，可知電阻變小；

從理論上講，甲利用了歐姆定律，乙同學利用了斜率的意義，理論上說都沒有問題，但從實際情況來說，我們根據測量數據描繪的I-U圖象是大致曲線，存在很大的誤差，如果再作出切線線求電阻，誤差更大，計算結果更不準確，故甲同學的計算結果更準確。