Question

【题目】某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：

A．直流电源（6V，内阻不计）

B．电流表G（满偏电流3mA，内阻）

C．电流表A（，内阻未知）

D．滑动变阻器R（， 5A）

E．滑动变阻器Rˊ（，）

F．定值电阻R0（阻值）

G．开关与导线若干

（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）。（画在方框内）_____

（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用_____。（填写器材序号）

（3）将上述电子元件R1和另一电子元件R2接入如图所示的电路甲中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中oa、ob所示。电源的电动势E=6.0V，内阻忽略不计。调节滑动变阻器R3，使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R1的阻值为_____，R3接入电路的阻值为_____（结果保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】 E 10 4

【解析】

（1）描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由题意可知，没有电压表，需要用已知内阻的电流表G与定值电阻R0串联测电压，灯泡电阻R=U2/P=14.4Ω，电压表内阻为10+1990=2000Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示：

（2）为方便实验操作，同时分压接法时，要求用小电阻，故滑动变阻器应选D。

（3）两元件串联，流过它们的电流始图相等，电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，说明它们的电压和电流相等，由图乙可知，此时电阻两端的电压为U=2.5V，I=0.25A，

根据欧姆定律得：R1＝U/I=2.5V/0.25A＝10Ω。根据串并联电路特点，可知，此时流过R3的电流为：I′=2I=0.5A，两端的电压为：U′=E-U=6V-2.5V=3.5V；

R3接入电阻的阻值为：R3=(E-2U)/I=(6-2×2.5)/0.25=4.0Ω；