若一个电阻的阻值随所加电压的变化而改变，则这种电阻称为非线性电阻．某研究性学习小组准备利用现有器材

Question

若一个电阻的阻值随所加电压的变化而改变，则这种电阻称为非线性电阻．某研究性学习小组准备利用现有器材，研究手中的非线性电阻的特性，描绘出伏安特性曲线．除待测元件外，实验室提供的器材有：电压表V（量程0-9V，内阻约10kΩ）电流表A1（量程0一5A，内阻约0.5Ω）电流表A2（量程0一100mA，内阻约30Ω）滑动变阻器R1（0一10Ω，额定电流10A）滑动变阻器R2（0一1kΩ，额定电流500mA）直流学生电源E（电动势9V，内阻不计，可承受较大电流）开关S和导线若干（1）若已知待测非线性电阻两端所加电压小于10V时，其电阻不会大于5Ω，则实验中的滑动变阻器应选用______（填R1或R2），电流表应选用______（填A1或A2）（2）用笔代替导线，在图1补充画出正确的实验电路实物图（3）通过实验，同学们一共描绘了两个非线性电阻（分别称为“电阻1”和“电阻2”）的伏安特性曲线，如图2所示，则根据图象，两个非线性原件的电阻值都是随着两端电压的增大而______（填“增大”、“减小”或“不变”）（4）现将“电阻1”和“电阻2”并联，请你根据已知的两根图线，在此坐标图中画出这个并联整体的伏安特性曲线；若将此并联整体接在电动势E=9.0V、内电阻r0=2.0Ω的电源上，则电阻2消耗的功率为P2=______W．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择R₁；电路最大电流约为I=

U

R

=

10

5

=2A，则电流表应选A₁．
（2）描绘伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，待测元件电阻约为5Ω，电压表内阻约为10kΩ，电流表内阻约为0.5Ω，电压表内阻远大于元件电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示．

（3）由图2所示图象可知，随元件两端电压增大，通过元件的电流增大，电压与电流的比值增大，元件电阻增大，由此可知：两个非线性原件的电阻值都是随着两端电压的增大而增大．
（4）并联电路中，干路电流等于两支路电流之和，根据图2所示图象作出两元件并联时的I-U图象如图所示；在同一坐标系内作出电源的I-U图象如图所示，

由图线可知，电源I-U图象与两电阻并联的I-U图象交点坐标值为电阻2的图线交点坐标值为：U_并=2.3V，
由图象可知，电R₂两端电压为2.3V时通过电阻的电流为2.1A，电阻2消耗的功率为P₂=U_并I=2.3×2.1W≈4.8W；
故答案为：（1）R₁；A₁；（2）电路图如图所示；（3）增大；（4）图象如图所示；4.8．