Question

10．某實驗小組利用下列的實驗器材測繪一段某種導電材料的U-I特性曲線．實驗器材有：電流表A（0.6A/3A，內阻小于0.1Ω）
電壓表V（3V/15V，內阻大于9kΩ）
學生電源E（3V直流電源）
滑動變阻器R（最大阻值為25Ω）
開關K和導線若干．
該實驗小組大約每隔2分鐘測量一組數據，下面是他們記錄的實驗數據及作出電阻的U-I圖線（如圖1）：

序號	電壓表示數/V	電流表示數/A
1	0.40	0.04
2	0.80	0.10
3	1.20	0.22
4	1.40	0.30
5	1.60	0.40
6	1.80	0.56

（1）在圖3方框內畫出實驗的電路圖．
（2）分析實驗畫出的U-I圖線彎曲的主要原因是：電阻隨溫度的升高而減小．
（3）分析本實驗中在某確定的溫度下電阻測量值R_測與真實值R_真的大小關系，并說明產生此誤差的原因．電壓表的分流．
（4）該實驗小組用多用表的“×10”歐姆擋測試這段材料在常溫下的電阻，操作步驟正確，發現表頭指針偏轉的角度很大．為了準確地進行測量，應換到×1檔（只考慮臨近檔位）．如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進行讀數，那么欠缺的步驟是：兩表筆直接接觸，調節歐姆調零旋鈕，使指針指在“0Ω”處，補上該步驟后，表盤的示數如圖2所示，則該材料的電阻是11Ω．

Answer 1

分析 先由實驗數據知阻值的大約值，據該阻值與電流表電壓表的阻值關系確定電流表的內外接法；根所測得的電流值確定用分壓式或限流式接法；由電路分析確定電流表接法后確定測量值與真實值的大小關系；材料的電阻是歐姆表讀數再乘倍率．

解答 解：（1）因電阻較小電壓表內阻相對很大，分流作用小故用電流表外接法；滑動變阻器若用限流式則其最小電流也大于0.04A
故不能用限流式，采用分壓式
則電路如圖所示； 

（2）隨電流的增大，圖中的各點與原點連線的斜率在變小，而斜率表示的是阻值，則阻值在變小；
電壓大電流大則功率大，則溫度變高，而阻值在減小，是因為電阻率隨溫度的升高而減小．
（3）外接法中電流表的示數為通過電阻的電流和通過電壓表的電流之和大于了通過電阻的電流的真實值，故R_測＜R_真，其誤差來源于電壓表的分流．
（4）該小組用多用表的“×10”歐姆擋試測這段材料在常溫下的電阻，操作步驟正確，發現表頭指針偏轉的角度很大．為了準確地進行測量，應換到×1檔．
如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進行讀數，那么欠缺的步驟是：兩表筆直接接觸，調節歐姆調零旋鈕，使指針指在“0Ω”處，補上該步驟后，表盤的示數如圖所示，則該材料的電阻是11Ω．
故答案為：（1）如圖 
（2）電阻率隨溫度的升高而減小
（3）R_測＜R_真 誤差是由于電壓表內阻的分流造成的
（4）“×1”；兩表筆直接接觸，調節歐姆調零旋鈕，使指針指在“0Ω”處； 11．

點評 本題考查描述伏安特性曲線的實驗，要注意測量電路圖確定電流表的內外接法原則是大電阻內接法偏大，小電阻外接法偏小；滑動變阻器的限流式接法有最不電流值，看是否符合要求；多用電表的讀數規則要有清晰的方法．