Question

19．某物理學習小組的同學在研究性學習過程中，用伏安法測繪某電子元件R₁的伏安特性曲線．
（1）首先將多用電表的選擇開關旋轉到電阻檔“×10”的位置粗略測量電阻值，電表指針如圖所示，這時指針所示被測電阻的阻值應為120Ω
（2）現(xiàn)在通過實驗描繪這個電子元件伏安特性曲線，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，內阻不計）、電流表A₀（0-500μA，內阻R_A0=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A₁（0～50mA，內阻約5Ω）　　　　　　　　
B．電流表A₂（0～0.6A，內阻約為0.2Ω）
C．滑動變阻器R₃（0～2000Ω，額定電流2mA）　　
D．滑動變阻器R₄（0～50Ω，額定電流0.2A）
①為了測定該電子元件的電壓，可以將電流表A₀串聯(lián)定值電阻的阻值R₀=11kΩ，將其改裝成一個量程為6.0V的電壓表
②根據題目提供的實驗器材，請你設計測量電子元件R₁伏安特性曲線的電路原理圖（R₁可用“”表示）（請畫在方框內，并在各元件旁邊，注明元件符號）
（3）若某組實驗數據如下：
電流表A₀的示數為I₀，另一塊電流表的示數為I，另知電流表A₀內阻R_AB、定值電阻R₀，另一塊電流表內阻R_A．則R₁的測量值R₁=$\frac{{I}_{0}（{R}_{0}+{R}_{A0}）}{I-{I}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）明確歐歐姆表的讀數方法，知道測量值等于指針示數與倍率的乘積；
（2）①根據改裝原理和串并聯(lián)電路的規(guī)律可明確應串聯(lián)的電阻；
②根據題意可明確電路接法，重點分析分壓和限流、內接和外接；根據實驗的安全性和準確性原則可明確應使用的儀器；
（3）根據串并聯(lián)電路的規(guī)律即可求得電阻的測量值．

解答 解：（1）根據歐姆表的讀數方法可知，電阻R=12×10=120Ω；
（2）①根據串并聯(lián)電路規(guī)律可知，R₀=$\frac{6}{5000×1{0}^{-6}}$-1000=11000Ω=11kΩ；
②根據題意可知，要畫出對應的伏安特性曲線應采用分壓接法，同時因電流表內阻較小，有：$\frac{120}{0.2}$＞$\frac{12000}{120}$；故采用電流表外接法；電源電動勢為6V，電阻約為120Ω；則電流約為：$\frac{6}{1200}$=0.05A=50mA；故電流表選擇B；因采用分壓接法，故滑動變阻器選擇總阻值較小的C；

（3）根據串并聯(lián)電路規(guī)律可知：
R1兩端的電壓U=I₀（R₀+R_A0）
流過的電流I=I-I₀，
故電阻R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{0}（{R}_{0}+{R}_{A0}）}{I-{I}_{0}}$
故答案為：（1）120；（2）①11；②如圖所示； （3）$\frac{{I}_{0}（{R}_{0}+{R}_{A0}）}{I-{I}_{0}}$

點評 本題考查伏安特性曲線的測量以及電表的改裝原理和應用，解題時要注意題目中沒有給出電壓表，故應用已知內阻的電流表和電阻串聯(lián)后充當，同時注意應用串并聯(lián)電路的規(guī)律分析數據．