Question

6．某课外研究小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件．图甲为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：
器材（代号）         规       格
电流表（A₁）         量程0～50mA，内阻约为50Ω
电流表（A₂）         量程0～200mA，内阻约为10Ω
电压表（V₁）         量程0～3V，内阻约为10kΩ
电压表（V₂）         量程0～15V，内阻约为25kΩ
滑动变阻器（R₁）     阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A
滑动变阻器（R₂）     阻值范围0～1kΩ，允许最大电流100mA
直流电源（E）       输出电压6V，内阻不计
开关（S）   导线若干
（1）为提高实验结果的准确程度，电流表应选用A₂；电压表应选用V₁；滑动变阻器应选用R₁．（以上均填器材代号）
（2）为达到上述目的，请在图乙所示的虚线框内画出正确的实验电路原理图，并标明所用器材的代号．

（3）若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线完全吻合，则该元件的电阻阻值随电压的增大而减小（选填“增大”、“减小”或“不变”），当该电器元件两端电压U=2.0V时元件消耗的电功率为0.12W．

Answer 1

分析 由图象可知小灯泡的电压及电流范围，则可根据安全性及准确性选出合适的仪表；由表格中电流从零开始变化，可知滑动变阻器的接法，根据所选电流表和电压表内阻可知电流表的接法．分析伏安特性曲线，然后答题．

解答 解：（1）由图可知，电流最大值为0.12A，故电流表应选用A₂，灯泡两端的电压最大为2.5V，故电压表应选用V₁，由图可知，电流电压是从零开始变化的，故应选用分压接法，故滑动变阻器应选用R₁；
（2）描绘伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器选用分压接法；元件内阻较小，电压表内阻远大于待测元件电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示．
（3）由图甲所示图象可知，随电压增大，通过元件的电流增大，电压与电流的比值减小，则元件电阻阻值减小；由图象可知，电压为2V时，通过元件的电流为0.06A，则元件消耗的电功率P=UI=2×0.02A=0.12W．
故答案为：（1）A₂；V₁；R₁；（2）电路图如图所示；（3）减小；0.12．

点评 本题考查了选择实验器材、设计实验电路、实验数据处理，要掌握实验器材的选择原则，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键；当电压与电流从零开始变化时滑动变阻器应采用分压接法．