Question

18．一實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備探究某種元件Q的伏安特性曲線，他們設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路圖．請回答下列問題：

（1）請將圖2中的實(shí)物連線按電路圖補(bǔ)充完整．
（2）考慮電表內(nèi)阻的影響，該元件電阻的測量值小于（選填“大于”、“等于”或“小于”）真實(shí)值．
（3）在電路圖中閉合開關(guān)S，電流表、電壓表均有示數(shù)，但無論怎樣移動(dòng)變阻器滑動(dòng)片，總不能使電壓表的示數(shù)調(diào)為零．原因可能是圖中的f（選填a、b、c、d、e、f）處接觸不良．
（4）實(shí)驗(yàn)測得表格中的7組數(shù)據(jù)．請?jiān)趫D3坐標(biāo)紙上作出該元件的I-U圖線．

序號(hào)	電壓/V	電流/A
1	0.00	0.00
2	0.40	0.02
3	0.80	0.05
4	1.20	0.12
5	1.60	0.20
6	2.00	0.31
7	2.40	0.44

（5）為了求元件Q在I-U圖線上某點(diǎn)的電阻，甲同學(xué)利用該點(diǎn)的坐標(biāo)I、U，由R=$\frac{U}{I}$求得．乙同學(xué)作出該點(diǎn)的切線，求出切線的斜率k，由R=$\frac{1}{k}$求得．其中甲（選填“甲”、“乙”）同學(xué)的方法正確．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意與表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法，然后連接實(shí)物電路圖．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)用歐姆定律分析實(shí)驗(yàn)誤差．
（3）分析電路故障根據(jù)分壓接法和限流法的不同進(jìn)行分析；
（4）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
（5）根據(jù)圖象的性質(zhì)進(jìn)行分析，明確伏安特性曲線中計(jì)算電阻要用歐姆定律求解．

解答 解：（1）由原理圖可知，滑動(dòng)變阻器采用了分壓接法，即先將下面兩個(gè)固定的接線柱接在電源兩端；再將用電器的一端接在上面任意一個(gè)接線柱上，另一端接到下面任意一個(gè)接線柱上；同時(shí)電流表采用外接法，注意電表的正極流入；實(shí)物圖如圖；

（2）電流表外接時(shí)，通過元件的電流值的測量值大于真實(shí)值，由歐姆定律可知，該元件的電阻的測量值小于真實(shí)值；
（3）電壓表示數(shù)不能調(diào)為零說明變阻器不是分壓式接法，即原因可能是f處接觸不良；
（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：
（5）根據(jù)歐姆定律R=$\frac{U}{R}$可知，待測電阻應(yīng)是I-U圖線上對應(yīng)的縱坐標(biāo)U與橫坐標(biāo)I的比值，即圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)等于對應(yīng)的電阻，而不是圖線切線的斜率表示電阻，所以甲同學(xué)的方法正確乙同學(xué)的方法錯(cuò)誤

故答案為：（1）如圖；（2）小于；（3）f；（4）如圖；（5）甲

點(diǎn)評 本題應(yīng)明確：①進(jìn)行伏安法測電阻的誤差方向時(shí)，只要寫出待測電阻的測量值與真實(shí)值的表達(dá)式即可求解；
②變阻器采用分壓式接法時(shí)，電壓表或電流表的示數(shù)可以從零調(diào)；
③分析圖象的斜率時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要的物理規(guī)律寫出縱軸物理量與橫軸物理量的表達(dá)式，然后再討論斜率的物理意義即可．