Question

7．如圖甲所示為探究某種元件Q的伏安特性曲線．請回答下列問題

（1）圖乙中的實(shí)物連線按圖甲的電路圖補(bǔ)充完整．
（2）考慮電表內(nèi)阻的影響，該元件電阻的測量值小于（選填“大于”、“等于”或小于）真實(shí)值．
（3）圖甲中閉合開關(guān)S，電流表、電壓表均有示數(shù)，但無論怎樣移動變阻器滑動片，總不能使電表的示數(shù)調(diào)為零，原因可能是圖甲中的f（選填a、b、c、d、e、f）處接觸不良．
（4）據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，作出該元件的I-U圖線如圖丙所示，則元件Q在U=1.6V時的電阻值是8.0Ω，I-U圖線在該點(diǎn)的切線的斜率的倒數(shù)$\frac{1}{K}$小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）電阻值．
（5）如果把這個元件直接接在一個電動勢為2V，內(nèi)阻為4Ω的電池兩端，則該元件的實(shí)際功率是0.21W（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 本題（2）根據(jù)歐姆定律寫出電阻的測量值與真實(shí)值表達(dá)式即可求解；題（3）應(yīng)明確變阻器采用分壓式接法時，電流才可以從零調(diào)；題（4）的關(guān)鍵是根據(jù)電阻定義可知I-U圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率倒數(shù)應(yīng)等于待測電阻阻值，而表示圖象切線斜率的倒數(shù)；題（5）的關(guān)鍵是在原來I-U圖象上同時作出表示電源的I-U圖線，然后讀出兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)即可求解．

解答 解：（1）實(shí)物連線圖如圖所示：

（2）根據(jù)歐姆定律可知，${R}_{測}^{\;}$=$\frac{U}{I}$=$\frac{U}{{I}_{x}^{\;}{+I}_{V}^{\;}}$，而${R}_{真}^{\;}$=$\frac{U}{{I}_{x}^{\;}}$，所以測量值小于真實(shí)值；
（3）由于變阻器采用分壓式接法時，電流或電壓可以從零調(diào)，所以當(dāng)電流或電壓不能從零調(diào)時，說明變阻器采用的不是分壓式接法，即原因可能是圖甲中的f接觸不良；
（4）根據(jù)I-U圖象，當(dāng)U=1.6V時，對應(yīng)的電流為I=0.2A，所以對應(yīng)的電阻為R=$\frac{U}{I}=\frac{1.6}{0.2}$=8.0Ω；
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1}{\frac{I}{U}}$可知，待測電阻應(yīng)等于I-U圖線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率倒數(shù)，由圖象可知此斜率應(yīng)小于過該點(diǎn)的切線的斜率，所以連線的斜率倒數(shù)應(yīng)大于切線的斜率倒數(shù)，即I-U圖線在該點(diǎn)的切線的斜率的倒數(shù)小于電阻值；
（5）在I-U圖象中作出表示電源的I-U圖線如圖所示，讀出兩圖線交點(diǎn)的坐標(biāo)為U=1.4V，I=0.15A，所以元件消耗的實(shí)際功率為P=UI=1.4×0.15W=0.21W

故答案為：（1）如圖；（2）小于；（3）f；（4）8.0Ω，小于；（5）0.21

點(diǎn)評 應(yīng)明確：①當(dāng)變阻器采用分壓式接法時，電流或電壓可以從零調(diào)；②根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，在表示的I-U圖象中，待測電阻應(yīng)等于I-U圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率倒數(shù)，而不是切線的斜率倒數(shù)．