Question

9．由金属丝制成的电阻阻值会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，亲自动手通过实验描绘这样一个电阻器的伏安特性曲线．可供选择的实验器材有：
A．待测电阻器R_x（2.5V，1.2W）        B．电流表A（0～0.6A，内阻为1Ω）
C．电压表V（0～3V，内阻未知）        D．滑动变阻器（0～10Ω，额定电流1A）
E．电源（E=3V，内阻r=1Ω）          F．定值电阻R₀（阻值5Ω）
G．开关一个和导线若干
（1）实验时，该同学采用电流表内接法，并且电阻器两端电压从零开始变化，请在图1内画出实验电路图．
（2）按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下（请补充完整）：

I/A	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.48
U/V	0.25	0.40	0.60	0.90	1.25	1.85	2.50	3.00
UR/V	0.10	0.20		0.60	0.90		2.05	2.52

其中，I是电流表的示数，U是电压表的示数，U_R是电阻器两端的实际电压．请通过计算补全表格中的空格，然后在坐标图实中画出电阻器的伏安特性曲线．

（3）该同学将本实验中的电阻器R_x以及给定的定值电阻R₀二者串联起来，接在本实验提供的电源两端，则电阻器的实际功率是0.32W．（结果保留2位小数）

Answer 1

分析 1、为测量多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，该同学采用电流表内接法，据此作出实验电路图．
2、根据串并联电路特点和欧姆定律求解待测电阻器两端电压，运用描点法作出电阻器的伏安特性曲线．
3、在电阻器的伏安特性曲线上作出电源路端电压与电路电流关系图象，找出该图象与电阻器伏安特性曲线交点所对应的电压与电流值，由P=UI求出电阻器的实际功率．

解答 解：（1）要使电阻器两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，该同学采用电流表内接法，电路如图实甲所示．

（2）电压表的示数减去电流表的分压即为电阻器两端的电压：U_R=U-Ir，数据如下表．

UR/V

0.10

0.20

0.35

0.60

0.90

1.45

2.05

2.52

电阻器的伏安特性曲线如图乙所示．
（3）由U_R+I（r+R₀）=E作出UI图象如图乙中直线所示，
由此图象与电阻器UI图线的交点可得此时电阻器的电压U_R=0.9 V，电流I=0.35 A，
电阻器的实际功率为P=UI≈0.32 W．
故答案为：（1）如图甲；（2）如图乙；（3）0.32

点评 本题考查了实验电路的设计，设计实验电路是实验常考问题，设计实验电路的关键是根据题目要求确定滑动变阻器采用分压接法还是采用限流接法，掌握图象法求解电阻器的实际功率．