Question

5．某研究性学习小组为了制作一个传感器，需要选用某种电学元件．实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
A．待测元件（额定电压2V、额定电流200mA）
B．电流表A₁（量程0～0.3A，内阻约为1Ω）
C．电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）
D．电压表V（量程0～3V，内阻约为10kΩ）
E．滑动变阻器R₁（阻值范围0～5Ω，允许最大电流1A）
F．滑动变阻器R₂（阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA）
G．直流电源E（输出电压3V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
（1）为提高实验的准确程度，电流表应选用A₁；为使实验误差尽量减小，要求电压表从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器应选用R₁（以上均填器材代号）．
（2）请在答题卷的方框内画出满足实验要求的电路图．
（3）并把答题卷图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图．

Answer 1

分析 （1）根据待测元件的额定电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；
（2）要描绘待测元件的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据待测元件电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法，则可得出对应的原理图；
（3）根据原理图，根据实物图的连接方法，则可以连接实物电路图．

解答 解：（1）待测元件额定电流是200mA=0.2A，则电流表应选电流表A₁（量程0～0.3A，内阻约为1Ω）；电源电动势是3V，不论使用哪个滑动变阻器都能保证电路安全，为方便实验操作，应选用最大阻值较小的滑动变阻器R₁．
（2）本实验中滑动变阻器采用分压接法；待测元件的电阻
R=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{10Ω}{1Ω}$=10，
$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{10000Ω}{10Ω}$=1000，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，电流表应采用外接法，则原理图如图所示；
（3）根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
实验电路图如图所示；
（3）故答案为：（1）A₁；R₁；（2）如图所示；（3）实物电路图如图所示

点评 本题考查了选择实验器材、设计并连接实物电路图；注意明确分压和电流表外接法的正确选择，同时掌握实物图的连接方法．