题目内容

某同学想用如图甲所示的电路描绘某一热敏电阻的伏安特性曲线,实验室提供下列器材:

A.电压表V1(0~5V,内阻约5kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻30kΩ)
C.电流表A(0~25mA,内阻约0.2Ω)
D.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流1.5A)
E.滑动变阻器R2(0~1 000Ω,额定电流0.5A)
F.定值电阻R0
G.热敏电阻RT
H.直流电源(电动势E=6.0V,内阻r=1.0Ω)
I.开关一个、导线若干
①为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑片在开关闭合前应置于
a
a
.(选填“a端”、“中央”或“b端”)
②该同学选择了适当的器材组成描绘伏安特性曲线的电路,得到热敏电阻电压和电流的7组数据(如表),请你在方格纸上作出热敏电阻的伏安特性曲线.
电压U(V) 0.0 1.0 2.0 2.4 3.0 3.6 4.0
电流I(mA) 0.0 1.6 5.8 8.0 11.8 16.0 20.0
③由此曲线可知,该热敏电阻的阻值随电压的增大而
减小
减小
(选填“增大”或“减小”).该同学选择的电压表是
A
A
(选填“A”或“B”),选择的滑动变阻器是
D
D
(选填“D”或“E”)
④若将该热敏电阻RT与一定值电阻R0和电源组成如图乙所示电路,现测得电路中电流为15mA,则定值电阻的阻值R0=
172
172
Ω
分析:①滑动变阻器采用分压接法时,为保护电路安全,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于分压电路分压为零的位置;
②应用描点法作图,注意用平滑曲线将各点连接;
③根据图象特点应用欧姆定律判断热敏电阻阻值的变化情况;根据电源电动势选项电压表,为方便实验操作,滑应选择最大阻值较小的滑动变阻器.
④由图象求出电流为15mA时热敏电阻两端电压,然后由串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值.
解答:解:①为了保证实验的安全,由电路图可知,滑动变阻器的滑片在开关闭合前应置于a端.
②根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后用平滑的曲线把各点连接起来,作出图象如图所示.

③由图象可知,随电压的增大,电压与电流的比值减小,则热敏电阻阻值随电压的增大而减小;电源电动势我i6V,电压表应选A;为方便实验操作,滑动变阻器应选择D.
④由热敏电阻的I-U图象可知,电流为15mA时,热敏电阻两端电压3.3V,
在闭合电路中:E=UT+I(R0+r),R0=
E-UT
I
-r=
6-3.3
0.015
-1=179Ω;
故答案为:①a;②图象如图所示;③减小;A;D;④179.
点评:本题考查了实验注意事项、作图象、实验器材的选择、求电阻等问题,要掌握实验器材的选取原则,要掌握描点法作图的方法.
练习册系列答案
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某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性.
①请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整.
为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在开关闭合前应置于
a
a
端.(选填“a”或“b”)
②正确连接电路后,在保温容器中注入适量冷水.接通电源,调节R记下电压表和电流表的示数,计算出该温度下的电阻值,将它与此时的水温一起记入表中.改变水的温度,测量出不同温度下的电阻值.该组同学的测量数据如下表所示,请你在图中的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图.
温度(摄氏度) 30 40 50 60 70 80 90 100
阻值(千欧) 8.0 5.2 3.5 2.4 1.7 1.2 1.0 0.8
③对比实验结果与理论曲线(图丙中已画出)可以看出二者有一定的差异.在相同的温度下,热敏电阻的测量值总比理论值
偏大
偏大
(填“偏大”或“偏小”),引起这种误差的原因是(不包含读数等偶然误差)
电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大;随着温度的升高,热敏电阻的阻值变小,电流表的分压作用更明显,相对误差更大
电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大;随着温度的升高,热敏电阻的阻值变小,电流表的分压作用更明显,相对误差更大

④已知电阻的散热功率可表示为P=k(t-t1),其中k是比例系数,t是电阻的温度,t0是周围环境温度.现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中,该电源可以使流过它的电流在任何温度下恒为40mA,t0=20℃,k=0.16W/℃,由理论曲线可知,该电阻的温度大约稳定在

Ⅰ.用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律.
①为消除摩擦力的影响,实验前平衡摩擦力的具体操作为:取下
砂桶
砂桶
,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车后,小车能沿木板做
匀速直线
匀速直线
运动.
②某次实验测得的数据如下表所示,根据这些数据在坐标图中描点并作出a-
1
m
图线,从a-
1
m
图线求得合外力大小为
0.3
0.3
N(计算结果保留两位有效数字).
Ⅱ.某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性.
(1)请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整.为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于
a
a
端(选填“a”或“b”)

(2)正确连接电路后,在保温容器中注入适量冷水.接通电源,调节R记下电压表和电流表的示数,计算出该温度下的电阻值,将它与此时的水温一起记入表中.改变水的温度,测量出不同温度下的电阻值.该组同学的测量数据如下表所示,请你在图丙的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图.对比实验结果与理论曲线(图中已画出)可以看出二者有一定的差异.除了读数等偶然误差外,还可能是什么原因造成?
电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大或随着温度的升高,热敏电阻的阻值变小,电流表的分压作用更明显,相对误差更大
电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大或随着温度的升高,热敏电阻的阻值变小,电流表的分压作用更明显,相对误差更大

温度/℃ 30 40 50 60 70 80 90 100
阻值/kΩ 7.8 5.3 3.4 2.2 1.5 1.1 0.9 0.7
(3)已知电阻的散热功率可表示为P=k(t-t0),其中k是比例系数,t是电阻的温度,t0是周围环境温度.现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中,使流过它的电流恒为40mA,t0=20℃,k=0.16W/℃.由理论曲线可知:
①该电阻的温度大约稳定在
50
50
℃;    ②此时电阻的发热功率为
4.8
4.8
W.

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