Question

（11分）現用伏安法研究某電子器件（5V，2.25W）的伏安特性曲線，要求伏安特性曲線盡可能完整，備有下列器材:
A.直流電源（6V，內阻不計）；         B.電流表 （滿偏電流=3mA，內阻=10Ω）；
C.電流表 （0～0.6A，內阻未知）；   D.滑動變阻器（0～20Ω，5A）；
E.滑動變阻器（0～200Ω，1A）；    F.定值電阻（阻值1990Ω）；
G.單刀開關一個與導線若干；

（1）根據題目提供的實驗器材，請你在方框中設計出測量電子器件伏安特性曲線的電路原理圖（可用電阻符號表示）．
（2）在實驗中，為了操作方便且伏安特性曲線盡可能完整,滑動變阻器應選用       ．（填寫器材前面字母序號）
（3）上述電子器件的伏安特性曲線如圖甲，將它和滑動變阻器串聯接入如圖乙所示的電路中．調節滑動變阻器使電源輸出功率最大，已知電源的電動勢E=6.0V，電源的內阻r=15Ω，滑動變阻器阻值范圍0～20Ω，則此時接入電路的阻值為        Ω.

Answer 1

(1)如下圖   （2）D  （3）

試題分析：（1）由于器材中無電壓表，可考慮將電流表G與定值電阻串聯來進行改裝：由于改裝后電壓表量程為，所以可行；根據可知，待測電阻電阻為，滿足，所以電流表應用外接法；由于實驗要求電流從零調，所以變阻器應采用分壓式接法，電路圖如上圖所示.
(2)由于采用分壓式接法時，變阻器的電阻越小調節越方便，所以變阻器應選D；
（3）在I-U圖象中同時作出表示電源的I-U圖線如圖所示:

則兩圖線交點坐標分別為：U=1.8V（1.5V～2.0V），I=0.28A（0.25A～0.30A），所以,（4～8）再根據電源的輸出功率最大時應滿足：,解得（7～11）