现用伏安法研究某电子器件RX（5V，2.25W）的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整，备有下列器材：A、直流电源（6V，内阻不计）；B、电流表（满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=10Ω）；C、电流

Question

现用伏安法研究某电子器件R_X（5V，2.25W）的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整，备有下列器材：
A、直流电源（6V，内阻不计）；
B、电流表（满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=10Ω）；
C、电流表（0～0.6A，内阻未知）；
D、滑动变阻器R₁（0～20Ω，5A）；
E、滑动变阻器R₂（0～200Ω，1A）；
F、定值电阻 R₀（阻值1990Ω）；
G、单刀开关一个与导线若干；
（1）根据题目提供的实验器材，请你在方框中设计出测量电子器件R_x伏安特性曲线的电路原理图（R_X可用电阻符号表示）．
（2）在实验中，为了操作方便且伏安特性曲线尽可能完整，滑动变阻器应选用．（填写器材前面字母序号）
（3）上述电子器件R_x的伏安特性曲线如图甲，将它和滑动变阻器R₃串联接入如图乙所示的电路中．调节滑动变阻器R₃使电源输出功率最大，已知电源的电动势E=6.0V，电源的内阻r=15Ω，滑动变阻器R₃阻值范围0～20Ω，则此时R₃接入电路的阻值为Ω．

Answer 1

（1）：由于器材中无电压表，可考虑将电流表G与定值电阻

R

0

串联来进行改装：由于改装后电压表量程为U=

I

g

(R

g

+R

0

)=3

×10

-3

×(10+1990)=6V，所以可行；
根据P=(U2)/(P)可知，待测电阻电阻为R=(U2)/(P)=(5×5)/(2.25)Ω=11Ω，满足(RV)/(Rx)＞(Rx)/(RA)，所以电流表应用外接法；
由于实验要求电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：

（2）：由于采用分压式接法时，变阻器的电阻越小调节越方便，所以变阻器应选D；
（3）：在I-U图象中同时作出表示电源的I-U图线如图所示，则两图线交点坐标分别为：U=1.8V，I=0.28A，所以

R

x

=(U)/(I)=(1.8)/(0.28)Ω=6.4Ω，
再根据电源的输出功率最大时应满足：r=

R

x

+R

3

，
解得

R

3

=8.6Ω

故答案为：（1）如图
（2）D
（3）8.6Ω