Question

14．某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线．他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：

U/V	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

现备有下列器材：
A．内阻不计的6V电源；
B．量程为0～3A的内阻可忽略的电流表；
C．量程为0～0.3A的内阻可忽略的电流表；
D．量程为0～3V的内阻很大的电压表；
E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器；
F．电键和导线若干．
（1）这个学习小组在实验中电流表应选C（填器材前面的字母）
（2）请你从图1中的实验电路图中选出最合理的一个D

（3）利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线，如图2所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而变大（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）若把用电器Z接入如图3所示的电路中时，电流表的读数为0.150A，已知A、B两端电压恒为2V，则定值电阻R₀阻值为6.8Ω．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 本题（1）的关键是根据数据表中的最大电流来选择电流表的量程；题（2）的关键是通过电流从零调可知变阻器应采用分压式接法；题（3）根据R=$\frac{U}{I}=\frac{1}{\frac{I}{U}}$可知电阻随U的增大而增大；题（4）关键是先由表示元件Z的I-U图象求出元件的电阻，然后再结合电路图可知求出的$\frac{U}{I}$值应是定值电阻${R}_{0}^{\;}$与待测元件Z的电阻之和，即可解出${R}_{Z}^{\;}$的值．

解答 解：（1）由数据表可知，电路中的最大电流为0.215A，所以电流表应选择C；
（2）从数据表可知要求电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法；
由于电流表与电压表均为理想电表，所以电流表采用外接法和内接法均可，故选：D．
（3）由图象可知，图象的斜率越来越小，而在I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数；故可知元件电阻随U的变大而变大．
（4）由I-U图象可读出电流I=0.15A时，对应的电压U=0.98V，所以元件Z的电阻为：${R}_{Z}^{\;}$=$\frac{0.98}{0.15}$=6.5Ω；
由电路图可知：${R}_{0}^{\;}{+R}_{Z}^{\;}$=$\frac{U}{I}$=$\frac{2}{0.15}$=13.3Ω，
可解得：${R}_{0}^{\;}$=13.3-6.5=6.8Ω．
故答案为：（1）C
（2）D
（3）变大
（4）6.8

点评 应明确以下问题：①要根据电路中的最大电流来选择电流表的量程；②若要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法；③注意$\frac{U}{I}$的含义．