Question

20．某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材：
热敏电阻Rt（常温下约8kΩ）、温度计、电流表A（量程1mA，内阻约200Ω）、电压表V（量程3V，内阻约10kΩ）、电池组E（4.5V，内阻约1Ω）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、开关S、导线若干、烧杯和水．

（1）根据提供器材的参数将图1所示的实物图中所缺的导线补接完整
（2）实验开始前滑动变阻器的滑动触头P应置于a端（填“a”或“b”）
（3）利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的R_t-t图象如图2中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异?除了偶然误差外，下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是C
A．电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值小
B．电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小
C．温度升高到一定值后，电流表应改为外接法
（4）将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式I²R=k（t-t₀）（其中k是散热系数，t是电阻的温度，t₀是周围环境温度，I为电流强度），电阻的温度稳定在某一值?若通过它的电流恒为50mA，t₀=20℃，k=0.25W/℃，由实测曲线可知该电阻的温度稳定在50℃．

Answer 1

分析 （1）根据图甲所示实验电路图连接实物电路图；
（2）滑动变阻器采用分压接法时，闭合开关前，滑片应调到分压电路分压应为零处．
（3）根据表中实验数据，在坐标系中描出对应点，然后作出图象．分析实验电路，根据伏安法测电阻所造成的误差分析误差原因．
（4）作出P_散=k（t-t₀）的图象，与热敏电阻随温度变化的图象的交点即为该电阻的稳定温度，带入公式即可求得此时的发热功率．

解答 解：（1）根据电路图连接实物图，如图1所示．
（2）因当滑动触头打到a端时待测电路电压或电流为零，从而保护电流表．故答案为a．
（3）应用描点法作图，图象如图2所示．

由于实验采用的是电流表内接法，所以电压表读数大于热敏电阻两端的电压．所以在相同的温度下，热敏电阻的测量值总比理论值偏大；
当温度升高到一定值后，电阻变小，则电流表应该选用外接法，故C正确；
（4）电阻的散热功率可表示为P_散=k（t-t₀）=I²R I=40mA，R=100（t-t₀），在R-t图象中做出如图所示的图线，
据其与理论图线的交点即可求得：该电阻的温度大约稳定在50℃．
故答案为：（1）连线如图；（2）a；（3）C；（4）50

点评 本题为探究性实验，要求能将所学知识熟练应用；本题中要特别注意第3小问中的作图解决的办法；由于导体电阻随温度的变化而变化，故不能直接应用欧姆定律，而是根据图象进行分析．