题目内容

(1)为了探究半导体热敏电阻的阻值RT与热力学温度T的关系,某同学设计了如图1所示的电路.图中RT是热敏电阻,R1是电阻箱,R2R3是定值电阻是滑动变阻器,精英家教网 是零刻度在正中央的电压表,S是开关,E是电池.
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(1)在图2中将实物图按电路原理图连线;
(2)闭合开关S,调节电阻箱R1,使电压表的示数为零,记下此时R1的阻值和热敏电阻的温度T.则在温度T时,热敏电阻的阻值RT=
 

(3)改变热敏电阻的温度,测量相应的电阻值,得到多组数据.该同学查阅资料发现,在一定温度范围内,热敏电阻的阻值RT与该电阻的热力学温度T之间满足关系RT=Ae 
BT
,式中A,B为常数.
利用实验得到的数据,该同学作出了如图3所示的图线,证明了以上关系式成立,并求出了常数A、B.该同学所作图线是以
 
为纵轴.
分析:要测出多组实验数据因此滑动变阻器应该采用分压接法,按电流流动的方向按顺序连接实物图.
电压表的示数为零,说明RT和R1两端电压相等,根据串并联的知识求解在温度T时,热敏电阻的阻值RT
根据函数图象和物理关系等式求解纵轴的物理量.
解答:解:(1)按电流流动的方向按顺序连接实物图:
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(2)电压表的示数为零,说明RT和R1两端电压相等,此时R1的阻值和热敏电阻的温度T.
根据串并联的知识得:
RT:R1=R2:R3
所以RT=
R3
R1R2

(3)热敏电阻的阻值RT与该电阻的热力学温度T之间满足关系RT=Ae 
B
T

所以ln
RT
A
=
B
T

lnRT-lnA=
B
T

lnRT=
B
T
+lnA
该同学作出了如图3所示的倾斜图线,以
1
T
为横轴,所以所作图线是以lnRT为纵轴.
故答案为:(1)如图
(2)
R3
R1R2

(3)lnRT
点评:本题关键要理解实验的原理,知道电压表的示数为零,即电压表两端的电势相等.
能掌握把数学函数图象与物理等式结合求解问题的方法.
练习册系列答案
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(2010?福建模拟)(1)在探究单摆运动规律的实验中,小明做了如下实验:用游标卡尺测得小球的直径为
19.95
19.95
 mm(如
图1).多次改变单摆悬线长,正确操作后测得多组x(悬点到球下端的距离)、T(单摆振动周期)的数据,
并作出如图2所示的T2-x的图象,则图线与横轴的截距b表示
摆球的半径
摆球的半径

(2)二极管是一种半导体元件,电路符号为,其特点是具有单向导电性.某实验兴趣小基对一只晶体二极管的伏安特性曲线如图3进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50mA.
①该二极管外壳的标识模糊了,同学们用多用电表的电阻挡来判断它的正负极:当将红表笔接触二极管的左
端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较大,由此可判断
 (填“左”或“右”)端为二极管的正极
②如图是厂家提供的该种二极管正向导通时的伏安特性曲线,同学们为了验证该特性曲线,他们选择以下部分
器材进行实验:
A.直流电源(电动势3V,内阻忽略不计);
B.滑动变阻器(0~20Ω);
C.电压表(量程15V、内阻约50KΩ);  
D.电压表(量程3V、内阻约20KΩ);
E.电流表(量程0.6A、内阻忽略不计);
F.电流表(量程50mA、内阻忽略不计);
G.待测二极管;
H.导线、开关等.
为了提高测量结果的准确度,电压表应选用
D
D
,电流表应选用
F
F
.(填序号字母)
③请在如图4虚线框内画出测量的实验电路原理图.
④为了更好地保护二极管,某同学对实验电路进行了改进:将一只电阻串联在二极管的支路上,则该电阻阻值至少应为
10
10
Ω.
二极管是一种半导体元件,电路符号为,其特点是具有单向导电性.某实验兴趣小组对一只晶体二极管的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50mA.
(1)该二极管外壳的标识模糊了,同学们用多用电表的电阻挡来判断它的正负极:当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较小,由此可判断
(填“左”或“右”)端为二极管的正极.
(2)同学们为了描绘该二极管的伏安特性曲线,测量数据如下表,请在下面坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线.
电流I/mA 0 0 0.2 1.8 3.9 8.6 14.0 21.8 33.5 50.0
电压U/V 0 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50
他们选择以下部分器材进行实验:
A.直流电源(电动势3V,内阻忽略不计);
B.滑动变阻器(0~20Ω);
C.电压表(量程15V、内阻约80KΩ);  K^S*5U.C#
D.电压表(量程3V、内阻约30KΩ);
E.电流表(量程0.6A、内阻0.1Ω);
F.电流表(量程50mA、内阻1Ω);
G.待测二极管;
H.导线、开关等.
为了提高测量结果的准确度,电压表应选用
D
D
,电流表应选用
F
F
.(填序号字母)
(3)请在虚线框内画出测量的实验电路原理图.
(4)为了更好地保护二极管,某同学对实验电路进行了改进:将一只电阻串联在二极管的支路上,则该电阻阻值至少应为
9
9
Ω.
(1)科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹,用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系.
①某同学的实验方案如图1所示,该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:
a.
平衡摩擦力
平衡摩擦力

b.
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量

②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点.两相邻计数点间的时间间隔为T,距离如图.要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度、重力加速度外,还必须知道或测出的物理量有
钩码的质量m和小车的总质量M
钩码的质量m和小车的总质量M
;写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x1+△x2
2T
)
2
mg(△x2+△x3+△x4)=
1
2
M(
x4+△x5
2T
)
2
-
1
2
M(
x1+△x2
2T
)
2

(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
①答题纸上,为完成实验,请连接图3的实物图

②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
半导体
半导体

U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80 3.20
③把元件Z接入如图4所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为
R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A.结合上表数据,求出电池的电动势为
4.0
4.0
V,内阻为
0.40
0.40
Ω.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)

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