【題目】某實驗小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實驗,實驗室提供如下器材:

熱敏電阻Rt 常溫下約8 、溫度計、電流表A量程1 mA,內(nèi)阻約200 Ω、電壓表V量程3 V,內(nèi)阻約10 、電池組E電動勢為45 V,內(nèi)阻約1 Ω、滑動變阻器R最大阻值為20 Ω、開關(guān)S、導(dǎo)線若干、燒杯和水。

1根據(jù)實驗所提供的器材,設(shè)計實驗電路,畫在圖1所示的方框中。

2圖2是實驗器材的實物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,請根據(jù)你所設(shè)計的實驗電路,補(bǔ)充完成實物間的連線。

3閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑動觸頭P應(yīng)置于 填“a”或“b”。

4利用補(bǔ)接完整的實驗裝置測量出不同溫度下的電阻值,畫出該熱敏電阻的Rt-t圖象如圖3中的實測曲線,與圖中理論曲線相比二者有一定的差異。除了偶然誤差外,關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因或減小系統(tǒng)誤差的方法,下列敘述正確的是 。

A電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大

B電壓表的分流造成電阻的測量值總比真實值小

C溫度升高到一定值后,電流表宜采用外接法

D溫度升高到一定值后,電流表宜采用內(nèi)接法

5將本實驗所用的熱敏電阻接到一個電流較大的恒流電源中使用,當(dāng)電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電阻向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時,滿足關(guān)系式I2R=kt-t0)(其中k是散熱系數(shù),t是電阻的溫度,t0是周圍環(huán)境溫度,I為電流強(qiáng)度,電阻的溫度穩(wěn)定在某一值。若通過它的電流恒為50 mA,t0=20°C,k=025 W/°C,由實測曲線可知該電阻的溫度穩(wěn)定在 °C。

【答案】1見解析;2見解析;3a;4AC;546~49。

【解析】

試題分析:1實驗器材中的滑動變阻器R最大阻值為20 Ω、熱敏電阻Rt 常溫下約8 ,滑動變阻器電阻遠(yuǎn)小于待測電阻。如果采用限流電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器對電路中的電流、電壓影響很小,不符合實驗要求。所以采用分壓接法。電流表A內(nèi)阻約200 Ω、電壓表V內(nèi)阻約10 ,根據(jù)R/RA> RV/R,可見電流表對測量電阻的影響較小,所以采用內(nèi)接法。實驗電路圖如圖所示。

2)補(bǔ)充完成實物間的連線,如圖所示

3閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑動觸頭P應(yīng)置于a端,使待測電阻兩端的電壓為零,起到保護(hù)電路的作用。

4電流表內(nèi)接法會產(chǎn)生實驗誤差,由于電流表的分壓,測量得到的R1兩端電壓比實際電壓偏大,所以計算得到的電阻R1偏大。另外,熱敏電阻隨著溫度的升高,電阻值逐漸減小。當(dāng)R1較小時,R/RA< RV/R,這時采用外接法電路測量得到的R1的誤差較小。所以AC選項正確。

5當(dāng)電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電阻向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時,滿足關(guān)系式I2R=kt-t0,將已知電流恒為50 mA,t0=20°C,k=025 W/°C帶入可得:R = 100Ω/°Ct - 2000Ω,在圖3中畫出R = 100Ω/°Ct - 2000Ω的函數(shù)直線。直線與曲線的交點即是所求的溫度,該電阻的溫度穩(wěn)定在46 ~49°C。

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A電壓表的示數(shù)始終小于U

B電流表的示數(shù)始終大于I

C電壓表的示數(shù)先增大后減小

D電流表的示數(shù)先減小后增大

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B當(dāng)R1=R2+r時,R1上獲得最大功率

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D當(dāng)R2=0時,電源的輸出功率最大

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2現(xiàn)要更加準(zhǔn)確測量其電動勢和內(nèi)電阻,實驗室備有下列器材:

A電流表量程06A,內(nèi)阻為3Ω

B電壓表量程3V,內(nèi)阻為3kΩ

C電壓表量程30V,內(nèi)阻為30kΩ

D定值電阻R1=500Ω

E定值電阻R2=5000Ω

F滑動變阻器阻值范圍0~30Ω

G開關(guān)及導(dǎo)線

①該實驗中電壓表應(yīng)選 ,定值電阻應(yīng)選 均選填選項前的字母序號

②在圖3方框中畫出實驗電路圖,并將圖2實物連線圖補(bǔ)充完整

③若將滑動變阻器打到某一位置,讀出此時電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則電源電動勢和內(nèi)阻間的關(guān)系式 要求無系統(tǒng)誤差

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