Question

19．某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法测绘某电子元件R₁的伏安特性曲线．
（1）首先将多用电表的选择开关旋转到电阻档“×10”的位置粗略测量电阻值，电表指针如图所示，这时指针所示被测电阻的阻值应为120Ω
（2）现在通过实验描绘这个电子元件伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，现有电源（电动势6V，内阻不计）、电流表A₀（0-500μA，内阻R_A0=1kΩ）、定值电阻R₀、开关和导线若干，其他可供选用的器材如下：
A．电流表A₁（0～50mA，内阻约5Ω）　　　　　　　　
B．电流表A₂（0～0.6A，内阻约为0.2Ω）
C．滑动变阻器R₃（0～2000Ω，额定电流2mA）　　
D．滑动变阻器R₄（0～50Ω，额定电流0.2A）
①为了测定该电子元件的电压，可以将电流表A₀串联定值电阻的阻值R₀=11kΩ，将其改装成一个量程为6.0V的电压表
②根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R₁伏安特性曲线的电路原理图（R₁可用“”表示）（请画在方框内，并在各元件旁边，注明元件符号）
（3）若某组实验数据如下：
电流表A₀的示数为I₀，另一块电流表的示数为I，另知电流表A₀内阻R_AB、定值电阻R₀，另一块电流表内阻R_A．则R₁的测量值R₁=$\frac{{I}_{0}（{R}_{0}+{R}_{A0}）}{I-{I}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）明确欧欧姆表的读数方法，知道测量值等于指针示数与倍率的乘积；
（2）①根据改装原理和串并联电路的规律可明确应串联的电阻；
②根据题意可明确电路接法，重点分析分压和限流、内接和外接；根据实验的安全性和准确性原则可明确应使用的仪器；
（3）根据串并联电路的规律即可求得电阻的测量值．

解答 解：（1）根据欧姆表的读数方法可知，电阻R=12×10=120Ω；
（2）①根据串并联电路规律可知，R₀=$\frac{6}{5000×1{0}^{-6}}$-1000=11000Ω=11kΩ；
②根据题意可知，要画出对应的伏安特性曲线应采用分压接法，同时因电流表内阻较小，有：$\frac{120}{0.2}$＞$\frac{12000}{120}$；故采用电流表外接法；电源电动势为6V，电阻约为120Ω；则电流约为：$\frac{6}{1200}$=0.05A=50mA；故电流表选择B；因采用分压接法，故滑动变阻器选择总阻值较小的C；

（3）根据串并联电路规律可知：
R1两端的电压U=I₀（R₀+R_A0）
流过的电流I=I-I₀，
故电阻R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{0}（{R}_{0}+{R}_{A0}）}{I-{I}_{0}}$
故答案为：（1）120；（2）①11；②如图所示； （3）$\frac{{I}_{0}（{R}_{0}+{R}_{A0}）}{I-{I}_{0}}$

点评 本题考查伏安特性曲线的测量以及电表的改装原理和应用，解题时要注意题目中没有给出电压表，故应用已知内阻的电流表和电阻串联后充当，同时注意应用串并联电路的规律分析数据．