某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：A．直流电源（6V，内阻不计）B．电

Question

某物理 学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R₁（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材：
A．直流电源（6V，内阻不计）
B．电流表G（满偏电流3mA，内阻R_g=10Ω）   C．电流表A（0-0.6A，内阻未知）
D．滑动变阻器R（0～20Ω，5A）               E．滑动变阻器R′（0～200Ω，1A）
F．定值电阻R₀（阻值1990Ω）                 G．开关与导线若干

（1）根据题目提供的实验器材，请你设计出测量电子元件R₁伏安特性曲线的电路原理图（R₁可用“”表示）．（画在方框内）
（2）在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用______．（填写器材序号）
（3）将上述电子元件R₁ 和另一电子元件R₂接入如图所示的电路甲中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中oa、ob所示．电源的电动势E=6.0V，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R₃，使电子元件R₁和R₂消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R₁的阻值为______Ω，R₃接入电路的阻值为______Ω（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

（1）描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由题意可知，没有电压表，需要用已知内阻的电流表G与定值电阻R₀串联测电压，灯泡电阻R=(U2)/(P)=(62)/(2.5)=14.4Ω，
电压表内阻为10+1990=2000Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示：

（2）为方便实验操作，同时分压接法时，要求用小电阻，故滑动变阻器应选D．
（3）两元件串联，流过它们的电流始图相等，电子元件R₁和R₂消耗的电功率恰好相等，说明它们的电压和电流相等，由图乙可知，此时电阻两端的电压为U=2.5V，I=0.25A，
根据欧姆定律得：R1＝(U)/(I)＝(2.5V)/(0.25A)＝10Ω
根据串并联电路特点，可知，此时流过R₃的电流为：I′=2I=0.5A，两端的电压为：U′=E-U=6V-2.5V=3.5V
R3接入电阻的阻值为：R₃=(E−2U)/(I)=(6−2×2.5)/(0.25)=4.0Ω；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）D；（3）10；4.0