Question

18．某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表（內(nèi)阻約為3kΩ）、電流表（內(nèi)阻約為1Ω）、定值電阻等．

（1）使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖（a）所示，讀數(shù)為10Ω．據(jù)此應(yīng)選擇圖中的b（填“b”或“c”）電路進(jìn)行實驗；
（2）連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數(shù)逐漸增大（填“增大”或“減小”）；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實驗；
（3）如圖（d）是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線，由圖可判斷元件Y（填“X”和“Y”）是非線性元件；
（4）該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻，測量待測電池的電動勢E和內(nèi)阻r，電路如圖（e）所示，閉合S₁和S₂，電壓表讀數(shù)為3.00V；斷開S₂，讀數(shù)為1.00V．利用圖（d）可算得E=3.2V．r=0.50Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表）．

Answer 1

分析 電阻的大小等于表盤的讀數(shù)乘以倍率．根據(jù)元件X的電阻大小確定電流表的內(nèi)外接．
先分析電路的連接方式即串聯(lián)，然后根據(jù)滑動變阻器的正確使用方法進(jìn)行分析．
根據(jù)圖象得特點判斷元件是否是非線性元件；
根據(jù)閉合電路歐姆定律列出等式求解電動勢E和內(nèi)阻r．

解答 解：（1）使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖（a）所示，讀數(shù)為10Ω．
元件X的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表采用外接法誤差較小，因此需要選擇圖b所示實驗電路．
（2）連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，并聯(lián)支路電壓增大，電流表的示數(shù)逐漸增大；
（3）如圖（d）是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖線，由圖可判斷元件Y是非線性元件；
（4）根據(jù)U-I圖線得出元件X的電阻R=$\frac{3}{0.3}$=10Ω；
閉合S₁和S₂，電壓表讀數(shù)為3.00V；斷開S₂，讀數(shù)為1.00V，
根據(jù)閉合電路歐姆定律列出等式
E=3+$\frac{3}{10}$×r
E=1+$\frac{1}{10}$×（r+21）
解得：E=3.2V．r=0.50Ω
故答案為：（1）10；b（2）增大；（3）Y（4）3.2；0.50

點評 知道串聯(lián)電路中電阻、電流和電壓的關(guān)系，會正確使用滑動變阻器，會根據(jù)歐姆定律判斷電壓表和電流表示數(shù)的變化．
關(guān)鍵掌握滑動變阻器分壓式和限流式的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別，以及會通過圖線求解電源的電動勢和內(nèi)阻．