Question

1．某學習小組通過實驗來研究用電器Z的導電規(guī)律．他們在實驗中測得用電器Z兩端的電壓與通過Z的電流的數(shù)據(jù)如下表：

U/V	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

（1）有下列器材供選用：
A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ）
B．電壓表（0～10V，內(nèi)阻約為20kΩ）
C．電流表（0～0.3A，r_l=1Ω）
D．電流表（0～0.6A，r₂=0.4Ω）
E．滑動變阻器（5Ω，1A）
F．滑動變阻器（500Ω，0.2A）
實驗中電壓表應選用A，電流表應選用C，滑動變阻器應選用E（用序號字母表示）；
（2）請根據(jù)題中信息，在方框內(nèi)畫出電路圖；

（3）利用這些數(shù)據(jù)繪出的用電器Z的伏安特性曲線如圖a所示．把該用電器Z接入圖b所示的電路中，已知A、B間所接電源的電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r=0.1Ω，定值電阻R₀=9.9Ω．則此時用電器Z的實際電阻為5.0Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格找出電壓和電流的最大值，由此判斷電壓表和電流表的選擇，由題意判斷需要的滑動變阻器；
（2）根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后畫出實驗電路；
（3）把定值電阻R₀也看成電源內(nèi)阻，畫出電源的U-I曲線，與Z電阻的伏安曲線的交點對應的電壓和電流即為此時Z的實際電壓與電流，根據(jù)歐姆定律求解電阻．

解答 解：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格可知，電壓最大為3V，所以電壓表選擇A，電流最大為0.215A，所以電流表選擇C，電壓和電流均從0開始增大，所以滑動變阻器采用分壓法，則選擇最大阻值較小的，故選：E，
（2）滑動變阻器采用分壓法，Z的最大電阻：R=$\frac{3}{0.215}=14Ω$，電流表內(nèi)阻為1Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，電壓表內(nèi)阻雖遠大于Z的電阻，但電流表阻值是確定的，因此電流表應采用內(nèi)接法，從而能精確測量，如圖所示：

（3）把定值電阻R₀也看成電源內(nèi)阻，則電源的路端電壓與電流的關系為U=1.5-10I，在Z電阻I-U圖象坐標系內(nèi)作出電源的I-U圖象如圖所示：

根據(jù)圖象可知，Z兩端的電壓為0.5V，電流為0.10A，則Z的電阻為：R=$\frac{0.5}{0.10}=5.0Ω$．
故答案為：（1）A；C；E；（2）如上圖所示；（3）5.0

點評 本題考查了實驗器材選擇、實驗電路選擇，確定滑動變阻器與電流表的接法是正確選擇實驗電路的前提與關鍵，電壓與電流從零開始變化時，滑動變阻器應采用分壓接法．