Question

7．某物理實驗小組用下列器材進行實驗描繪一種特殊元件的伏安特性曲線，所測數據記錄在表格中：
器材：A．待測元件Rx
B．電流表A（0～50mA，內阻約為200Ω）
C．電壓表V₁（0～3V，內阻約為10kΩ）
D．電壓表V₂（0～6V，內阻約為15kΩ）
E．滑動變阻器R₁（0～20Ω，2A）
F．滑動變阻器R₂（0～200Ω，0.2A）
G．學生電源（直流4V）
H．開關及導線

序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.6	2.8	3.0
I/mA	0	0.9	2.2	4.2	6.7	11.9	19.0	23.8	30.0	37.1

（1）為了調節方便，盡可能準確測量，電壓表應選V₁，滑動變阻器應選R₁．（填器材序號）
（2）在圖1虛線框內畫出實驗電路圖．

（3）在圖2坐標紙上用描點法畫出元件的伏安特性（I～U）曲線．

Answer 1

分析 （1）根據元件的額定電壓確定電壓表，從減小誤差和可操作性角度確定滑動變阻器．
（2）根據實驗要求電流從零調可知變阻器應用分壓式接法，根據待測電阻遠小于電壓表內阻可知，電流表應用外接法；
（3）描點法作圖的關鍵是認真描點畫出平滑的曲線即可．

解答 解：（1）由表格中的數據可知，測量的最大電壓是3V，所以選擇的電壓表是量程3V的V₁；由于測量過程中的電壓是從0開始，所以實驗使用滑動變阻器的分壓式接法，要選擇電阻值比較小的R₁．
（2）待測電阻的電阻值約為：Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0}{37.1×1{0}^{-3}}$=81Ω＜R_A；即待測元件的電阻值小于電流表的電阻值，所以測量電路需要使用電流表外接法．由于測量過程中的電壓是從0開始，所以實驗使用滑動變阻器的分壓式接法．則實驗的原理圖如圖．

（3）將表格中的數據先在圖中描點，然后用平滑的曲線連接如圖；
故答案為：（1）C  E（2）實驗電路圖如圖；（3）元件的伏安特性（I～U）曲線如圖

點評 本題考查伏安法測量電動勢和內電阻的實驗，對電學實驗應明確：①若要求電流從零調時變阻器應用分壓式接法．②當待測電阻遠小于電壓表內阻時，電流表應用外接法．③注意實物圖的連接方式．