Question

5．某物理學習小組的同學在研究性學習過程中，用伏安法研究某電子元件R₁的伏安特性曲線．
（1）首先將多用電表的選擇開關旋轉到歐姆擋的×10位置粗略測量電阻值，電表指針如圖1所示，這時指針所示被測電阻R₁的阻值約為120Ω．

（2）現(xiàn)在通過實驗描繪這個電子元件的伏安特性曲線，要求多次測量并盡可能減小實驗誤差，現(xiàn)有電源（電動勢6V，內(nèi)阻不計）、電流表A₀（0～500μA，內(nèi)阻1kΩ）、定值電阻R₀、開關和導線若干，其他可供選用的器材如下：
A．電流表（0～50mA，內(nèi)阻約5Ω）        B．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
C．滑動變阻器（0～10Ω，1.0A）           D．滑動變阻器（0～50Ω，0.2A）
①為了測定該電子元件的電壓，與電流表A₀串聯(lián)的定值電阻R₀的阻值為11000Ω，將其改裝成一個量程為6.0V的電壓表．
②根據(jù)題目提供的實驗器材，請你設計研究電子元件R₁的伏安特性曲線的電路原理圖，并畫在圖2虛線框內(nèi)．（R₁可用“”表示）
③為減小測量誤差并便于操作，實驗中電流表應選用A，滑動變阻器應選用C．（選填器材前的字母）

Answer 1

分析 （1）歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（2）把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻阻值；
根據(jù)題意確定電流表與滑動變阻器的接法，然后作出電路圖；
根據(jù)電路最大電力與選擇電流表，為方便實驗操作應選擇最大阻值較小的滑動變阻器．

解答 解：（1）選擇開關旋轉到電阻擋“×10”，由圖示表盤可知，電阻阻值為：12×10=120Ω；
（2）①把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)分壓電阻，串聯(lián)電阻阻值：R₀=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{6}{500×1{0}^{-6}}$-1000=11000Ω；
②③電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6}{120}$=0.05A=50mA，則電流表應選A，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇C；
待測電阻阻值約為120Ω，電壓表內(nèi)阻約為12000Ω，電流表內(nèi)阻約為：5Ω，電流表應采用外接法，描繪伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）120；（2）①11000；②電路圖如圖所示；③A；C．

點評 本題考查了歐姆表讀數(shù)、電壓表改裝、設計電路圖、實驗器材的選擇問題，要掌握常用器材的使用及讀數(shù)方法；根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法是設計電路圖的前提與關鍵；要掌握實驗器材的選擇原則．