题目内容
【题目】某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置,将一灵敏电流表改装为温度计。提供的实验器材有:灵敏电流表(量程为1.0 mA,内阻为 100),学生电源(输出电压为U=2.0V,内阻不计),定值电阻
(阻值为200
),滑动变阻器R1(最大阻值为1000
),滑动变阻器
(最大阻值为3000
),单刀双掷开关,用防水绝缘材料包裹的热敏电阻
,导线若干.
已知热敏电阻的阻值与摄氏温度的关系为
,实验步骤如下:
a.按照电路图连接好实验器材;
b.为了不烧坏灵敏电流表,将滑动变阻器的滑片P调整到a端;
然后将单刀双掷开关掷于c端,调节滑动变阻器,使灵敏电流表指针指在满刻线,并在以后的操作中使滑片P位置不变)
c.在容器中倒入适量热水,将单刀双掷开关掷于d端,随着热水温度的下降,记录若干个灵敏电流表的示数;
d.根据热敏电阻随温度变化的特性,计算出各个电流对应的温度,重新制作灵敏电流表的刻度盘,改装成温度计。
(1)根据实验过程,电路中的滑动变阻器应选_______(选填“”或“
”)。
(2)灵敏电流表的电流I与热水温度之间的函数关系式为I =_______A(请把已知数据代入),该温度计能够测量的最低温度为_______℃。
(3)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的____(选填“左”或“右”侧,刻度盘上的刻度______(选填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】R2 10 右 不均匀
【解析】
本题创新性地考查了电表的改装原理和改装步骤,意在考查考生对物理规律的理解能力.
(1)由于灵敏电流表的内阻只有100Ω,所以当灵敏电流表达到满偏时,有,将U=2.0V,R0=200Ω,Rg=100Ω及I=1.0×10-3A代入可得
,应选择滑动变阻器R2.
(2)由于滑动变阻器的滑片在以后的实验中保持不动,则滑动变阻器接入电路的阻值和电流表的内阻之和为2000-200=1800Ω.当开关掷于d端时,有,又因为
,代入整理可得
;当电流表达到满偏时,此时测量的温度为该温度计能够测量的最低温度,将I=1.0×10-3A代入上式可得
.
(3)由可知,电流随温度不是均匀变化的,刻度盘上的刻度不均匀;温度越低,电流越大,指针越向右偏,低温刻度应在刻度盘的右侧.
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