Question

12．實(shí)驗(yàn)室中有一個(gè)熱敏電阻R，其電阻值隨溫度變化的圖象如圖1所示．要測量熱敏電阻在任意溫度時(shí)的電阻值，現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)器材：
一節(jié)舊干電池（電壓約1.5伏），兩個(gè)開關(guān)S₁、S₂，導(dǎo)線若干．另外，還有再可供選擇的以下器材：
A．電流表（量程：0～0.6A，0～3A）；
B．電壓表（量程：0～3V，0～15V）；
C．定值電阻R₁（阻值：5Ω）；
D．定值電阻R₂（阻值：150Ω）．
（1）請你從A、B、C、D四種實(shí)驗(yàn)器材中選擇2種器材準(zhǔn)確測量出當(dāng)溫度在32℃時(shí)熱敏電阻R的阻值，并根據(jù)要求完成下列問題．
①選擇的2種器材是BD（填寫器材前面字母序號）．
②選擇電表的量程0～3V．
③在圖2方框中現(xiàn)有電路的基礎(chǔ)上畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（實(shí)驗(yàn)測量過程中不拆接電路）．
④按照電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，寫出實(shí)驗(yàn)步驟（并用字母表示出測量的物理量）；
步驟：A、閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；
B、閉合開關(guān)S₁、S₂讀出電壓表示數(shù)為U₂．
⑤用測量的物理量和已知物理量表示R=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$•R₂．
（2）若準(zhǔn)確測量當(dāng)溫度在98℃時(shí)熱敏電阻R的阻值，可選擇的2種器材是B、C（填寫器材前面字母序號）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，由于電源電壓不知，故應(yīng)該選取電壓表，還應(yīng)該選取一定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
②因?yàn)橐还?jié)舊干電池電壓低于3V，故電表量程選擇小量程即可；
③根據(jù)原理和選擇器材設(shè)計(jì)電路；
④根據(jù)電路圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；
⑤利用歐姆定律推導(dǎo)測量電阻大小表達(dá)式；
（2）分析曲線圖結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理選擇器材．

解答 解：
（1）①根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，由于電源電壓不知，故應(yīng)該選取電壓表，結(jié)合一定值電阻，即可測量待測電阻大小，
要準(zhǔn)確測量出當(dāng)溫度在32℃時(shí)熱敏電阻R的阻值，由曲線圖可知，待測電阻大小在100Ω～200Ω之間，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知電阻越大分得的電壓越大，當(dāng)選取R₁時(shí)，電源電壓幾乎全加在待測電阻兩端，定值電阻不起作用，故應(yīng)該選擇R₂定值電阻；
故選擇器材有BD；
②因?yàn)橐还?jié)舊干電池電壓低于3V，故電表量程選擇小量程即可，即電壓表量程為：0～3V；
③實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：
；
④實(shí)驗(yàn)步驟為：A、閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；
B、閉合開關(guān)S₁、S₂讀出電壓表示數(shù)為U₂；
⑤由R=$\frac{U}{I}$可知待測電阻大小為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{\frac{{U}_{1}}{{R}_{2}}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$•R₂．
（2）若準(zhǔn)確測量當(dāng)溫度在98℃時(shí)熱敏電阻R的阻值，由曲線圖可知，在溫度為98℃時(shí)，熱敏電阻大小在10Ω左右，電壓表選小量程，定值電阻選小的R₁，電流表選小量程，可選擇的2種器材是BC．
故答案為：（1）①BD；
②0～3V；
③見上圖；
④A、閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；
B、閉合開關(guān)S₁、S₂讀出電壓表示數(shù)為U₂；
⑤$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$•R₂；
（2）BC．

點(diǎn)評 此題主要考查學(xué)生對于利用單電表加定值電阻測量待測電阻的實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，屬于難點(diǎn)，難度程度較大．