Question

(15分)在研究某電路元件的伏安特性時，得到了如下圖所示的伏安特性曲線.備用器材有電壓表V₁（量程為3V，內阻約為6kΩ），電壓表V₂（量程為15V，內阻約為150kΩ）；電流表A₁（量程為150mA，內阻約為10Ω），電流表A₂（量程為3A，內阻約為0.3Ω）；滑動變阻器R₁(20Ω 1A)，滑動變阻器R₂(1KΩ 0.2A)．

（1）實驗中電壓表應選擇     ，電流表應選擇     ，滑動變阻器應選擇     (選填寫器材的字母代號).
（2）請在答題卡中將圖中的實物連線補充完整.
（3）通過伏安特性曲線可知，隨著電壓的增大此元件的電阻      （選填“不變”、“增加”或“減小”）
（4）實驗結束后，應先斷開開關，拆除     兩端的導線，再拆除其他導線，最后整理好器材.
（5）把此元件和電阻為99歐姆的標準電阻串聯接在電動勢為10V，內阻為1Ω的電源兩端，此時電源的輸出功率為             W．

Answer 1

⑴V₂    A₁    R₁ ⑵連線如下圖  ⑶ 減小  ⑷電池（5） 0.26W  (0.25～0.27W)

試題分析：（1）由表中數據可得，電壓最大值接近12V，故電壓表應選擇V₂  ，電路中電流最大為100mA，故電流表應選擇 A₁   ，在測量伏安特性曲線時，要求電流從零開始調節，應采用分壓接法，滑動變阻器選擇小電阻R₁   
（2）本實驗采用的是滑動變阻器分壓接法，電流表采用分壓接法；根據原理圖依次將各元件連接，一般選連接串聯部分，再連接并聯部分；

（3）I-U圖象中，圖象的斜率表示電阻的倒數，由圖象可知，斜率增大，故電阻減小；
（4）實驗結束后，應先斷開開關，拆除電源兩端的導線，防止電源出現短路，再拆除其他導線，最后整理好器材.
（5）在原圖中再作出以99Ω等效為電源內阻時的伏安特性曲線，如下圖，

則兩圖象的交點縱坐標為電路中的電流25mA；此時燈泡兩端的電壓為7.9V；則電源的輸出總電壓U=7.9+IR=9.88V；由P=UI可求得電源的輸出功率P=UI=9.88×0.025W≈0.26W；