问题标题:
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德列•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫,以表彰他们对石墨烯的研究.我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨,能导电.某同学设计了探究铅
问题描述:
2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德列•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫,以表彰他们对石墨烯的研究.我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨,能导电.某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验,得到如下数据(I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压):
U/V | 0.00 | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 | 2.00 |
I/A | 0.00 | 0.10 | 0.18 | 0.28 | 0.38 | 0.48 |
A.电流表A1(量程0-0.6A,内阻约为1.0Ω)
B.电流表A2(量程0-3A,内阻约为0.1Ω)
C.电压表V1(量程0-3V,内阻3kΩ)
D.电压表V2(量程0-15V,内阻15kΩ)
E.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(阻值0~2kΩ,额定电流0.5A)
(1)除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E(6V)、开关和带夹子的导线若干外,还需选用的其它器材有___(填选项前字母);
(2)在图甲的虚线方框中画出实验电路图;
(3)根据表格中数据在图乙的坐标纸上画出铅笔芯的I-U图线.
(4)根据图得铅笔芯的电阻为___Ω.
杜晓通回答:
(1)用伏安法测量,需电压表、电流表和滑动变阻器,因为所处电压和电流的最大值分别为2.00V和0.48A,从精确度考虑,电流表选取量程为0.6A,电压表量程选取3V的.为减小测量的误差,滑动变阻器选择0~10Ω的.故选ACE.
(2)因为电压、电流需从0测起,所以滑动变阻器采用分压式接法.铅笔芯的电阻大约在4Ω左右,与电流表内阻相当,远小于电压表内阻,属于“小”电阻,采用电流表外接法.电路图如下图所示.
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:
(4)由图示图象可知,铅笔芯的电阻:R=UI
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