Question

10．某实验小组利用下列的实验器材测绘一段某种导电材料的U-I特性曲线．实验器材有：电流表A（0.6A/3A，内阻小于0.1Ω）
电压表V（3V/15V，内阻大于9kΩ）
学生电源E（3V直流电源）
滑动变阻器R（最大阻值为25Ω）
开关K和导线若干．
该实验小组大约每隔2分钟测量一组数据，下面是他们记录的实验数据及作出电阻的U-I图线（如图1）：

序号	电压表示数/V	电流表示数/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）在图3方框内画出实验的电路图．
（2）分析实验画出的U-I图线弯曲的主要原因是：电阻随温度的升高而减小．
（3）分析本实验中在某确定的温度下电阻测量值R_测与真实值R_真的大小关系，并说明产生此误差的原因．电压表的分流．
（4）该实验小组用多用表的“×10”欧姆挡测试这段材料在常温下的电阻，操作步骤正确，发现表头指针偏转的角度很大．为了准确地进行测量，应换到×1档（只考虑临近档位）．如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么欠缺的步骤是：两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指在“0Ω”处，补上该步骤后，表盘的示数如图2所示，则该材料的电阻是11Ω．

Answer 1

分析 先由实验数据知阻值的大约值，据该阻值与电流表电压表的阻值关系确定电流表的内外接法；根所测得的电流值确定用分压式或限流式接法；由电路分析确定电流表接法后确定测量值与真实值的大小关系；材料的电阻是欧姆表读数再乘倍率．

解答 解：（1）因电阻较小电压表内阻相对很大，分流作用小故用电流表外接法；滑动变阻器若用限流式则其最小电流也大于0.04A
故不能用限流式，采用分压式
则电路如图所示； 

（2）随电流的增大，图中的各点与原点连线的斜率在变小，而斜率表示的是阻值，则阻值在变小；
电压大电流大则功率大，则温度变高，而阻值在减小，是因为电阻率随温度的升高而减小．
（3）外接法中电流表的示数为通过电阻的电流和通过电压表的电流之和大于了通过电阻的电流的真实值，故R_测＜R_真，其误差来源于电压表的分流．
（4）该小组用多用表的“×10”欧姆挡试测这段材料在常温下的电阻，操作步骤正确，发现表头指针偏转的角度很大．为了准确地进行测量，应换到×1档．
如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么欠缺的步骤是：两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指在“0Ω”处，补上该步骤后，表盘的示数如图所示，则该材料的电阻是11Ω．
故答案为：（1）如图 
（2）电阻率随温度的升高而减小
（3）R_测＜R_真 误差是由于电压表内阻的分流造成的
（4）“×1”；两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指在“0Ω”处； 11．

点评 本题考查描述伏安特性曲线的实验，要注意测量电路图确定电流表的内外接法原则是大电阻内接法偏大，小电阻外接法偏小；滑动变阻器的限流式接法有最不电流值，看是否符合要求；多用电表的读数规则要有清晰的方法．