Question

(15分)在研究某电路元件的伏安特性时，得到了如下图所示的伏安特性曲线.备用器材有电压表V₁（量程为3V，内阻约为6kΩ），电压表V₂（量程为15V，内阻约为150kΩ）；电流表A₁（量程为150mA，内阻约为10Ω），电流表A₂（量程为3A，内阻约为0.3Ω）；滑动变阻器R₁(20Ω 1A)，滑动变阻器R₂(1KΩ 0.2A)．

（1）实验中电压表应选择     ，电流表应选择     ，滑动变阻器应选择     (选填写器材的字母代号).
（2）请在答题卡中将图中的实物连线补充完整.
（3）通过伏安特性曲线可知，随着电压的增大此元件的电阻      （选填“不变”、“增加”或“减小”）
（4）实验结束后，应先断开开关，拆除     两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材.
（5）把此元件和电阻为99欧姆的标准电阻串联接在电动势为10V，内阻为1Ω的电源两端，此时电源的输出功率为             W．

Answer 1

⑴V₂    A₁    R₁ ⑵连线如下图  ⑶ 减小  ⑷电池（5） 0.26W  (0.25～0.27W)

试题分析：（1）由表中数据可得，电压最大值接近12V，故电压表应选择V₂  ，电路中电流最大为100mA，故电流表应选择 A₁   ，在测量伏安特性曲线时，要求电流从零开始调节，应采用分压接法，滑动变阻器选择小电阻R₁   
（2）本实验采用的是滑动变阻器分压接法，电流表采用分压接法；根据原理图依次将各元件连接，一般选连接串联部分，再连接并联部分；

（3）I-U图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可知，斜率增大，故电阻减小；
（4）实验结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线，防止电源出现短路，再拆除其他导线，最后整理好器材.
（5）在原图中再作出以99Ω等效为电源内阻时的伏安特性曲线，如下图，

则两图象的交点纵坐标为电路中的电流25mA；此时灯泡两端的电压为7.9V；则电源的输出总电压U=7.9+IR=9.88V；由P=UI可求得电源的输出功率P=UI=9.88×0.025W≈0.26W；