Question

5．某研究性學習小組為了制作一個傳感器，需要選用某種電學元件．實驗中首先要描繪該元件的伏安特性曲線，實驗室備有下列器材：
A．待測元件（額定電壓2V、額定電流200mA）
B．電流表A₁（量程0～0.3A，內阻約為1Ω）
C．電流表A₂（量程0～0.6A，內阻約為0.5Ω）
D．電壓表V（量程0～3V，內阻約為10kΩ）
E．滑動變阻器R₁（阻值范圍0～5Ω，允許最大電流1A）
F．滑動變阻器R₂（阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA）
G．直流電源E（輸出電壓3V，內阻不計）
H．開關S，導線若干
（1）為提高實驗的準確程度，電流表應選用A₁；為使實驗誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應選用R₁（以上均填器材代號）．
（2）請在答題卷的方框內畫出滿足實驗要求的電路圖．
（3）并把答題卷圖中所示的實驗器材用實線連接成相應的實物電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)待測元件的額定電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器；
（2）要描繪待測元件的伏安特性曲線，電壓與電流應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，根據(jù)待測元件電阻阻值與電表內阻間的關系確定電流表的接法，則可得出對應的原理圖；
（3）根據(jù)原理圖，根據(jù)實物圖的連接方法，則可以連接實物電路圖．

解答 解：（1）待測元件額定電流是200mA=0.2A，則電流表應選電流表A₁（量程0～0.3A，內阻約為1Ω）；電源電動勢是3V，不論使用哪個滑動變阻器都能保證電路安全，為方便實驗操作，應選用最大阻值較小的滑動變阻器R₁．
（2）本實驗中滑動變阻器采用分壓接法；待測元件的電阻
R=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{10Ω}{1Ω}$=10，
$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{10000Ω}{10Ω}$=1000，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應采用外接法，則原理圖如圖所示；
（3）根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖，如圖所示；
實驗電路圖如圖所示；
（3）故答案為：（1）A₁；R₁；（2）如圖所示；（3）實物電路圖如圖所示

點評 本題考查了選擇實驗器材、設計并連接實物電路圖；注意明確分壓和電流表外接法的正確選擇，同時掌握實物圖的連接方法．