题目内容
15.小王同学设计了图甲所示的简单水温表电路.图中电源两端的电压为6V保持不变,R0是阻值为5Ω的定值电阻,R为铭牌上标有“10Ω 1A”的滑动变阻器,R1是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示,电流表采用“0-0.3A”的量程,求:(1)如果滑动变阻器接入电路中的电阻为零,那么该电路最大能测量的温度;
(2)为了能测量0-100℃的水温.且当水温达到100℃时.要求电流表的示数达到最大值,则滑动变阻器接入电路中的电阻应调为多少?
(3)在(2)的条件下,0℃应该与电流表刻度盘的多少A位置对应?
分析 (1)如果滑动变阻器接入电路中的电阻为零,当电流表的示数最大时,电路中的总电阻最小,热敏电阻的阻值最小,测量的温度最高,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出热敏电阻的阻值,根据图象得出该电路最大能测量的温度;
(2)根据图象得出水温达到100℃时热敏电阻的阻值,此时电源的电压和电流表的最大示数不变,电路的总电阻不变,根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的电阻;
(3)根据图象读出0℃时热敏电阻的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,即为0℃与电流表刻度盘对应的位置.
解答 解:
(1)如果滑动变阻器接入电路中的电阻为零,当电流表示数最大为I=0.3A时,电路测量的温度最高,
由I=$\frac{U}{R}$可得,此时电路中的总电阻:
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,热敏电阻的阻值:
R1=R总-R0=20Ω-5Ω=15Ω,
由图象知,此时对应的温度为60℃,
即滑动变阻器接入电路中的电阻为零,那么该电路最大能测量的温度是60℃;
(2)由图象知,当温度为100℃时,热敏电阻的阻值为R1′=10Ω,
因电源的电压不变,电流表的最大示数不变,
所以,测量温度最高时电路的总电阻R总=20Ω不变,
则滑动变阻器接入电路中的电阻应调为:
R滑=R总-R1′-R0=20Ω-10Ω-5Ω=5Ω;
(3)由图可知,当温度为0℃时,热敏电阻的阻值为R1″=50Ω,
在(2)的条件下,即滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω不变,
此时串联电路的总电阻:
R总=R1″+R0+R滑=50Ω+5Ω+5Ω=60Ω,
此时电路中的电流:
I′=$\frac{U}{{R}_{总}′}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A,即0℃应该与电流表刻度盘的0.1A位置相对应.
答:(1)如果滑动变阻器接入电路中的电阻为零,那么该电路最大能测量的温度为60℃;
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻应调为5Ω;
(3)在(2)的条件下,0℃应该与电流表刻度盘的0.1A位置对应.
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键.
| A. | 灯L1与灯L2是串联,且灯L1被短路 | B. | 电压表可测出灯L1两端的电压 | ||
| C. | 电流表A1测的是灯L1和L2的总电流 | D. | 电流表A2测的是灯L2的电流 |
| A. | 吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上--由于大气压的作用 | |
| B. | 光滑铅块挤压在一起就能“粘”住--因为分子间没有斥力 | |
| C. | 刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头--因为液体瞬间凝固 | |
| D. | 穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒--因为衣服带静电 |
| A. | 压力是由于物体重力引起的 | |
| B. | 10Pa的意思是1m2的面积上受到的压力是10N | |
| C. | 压强就是压力的大小 | |
| D. | 压力的方向总是竖直向下的 |
| 时间/min | … | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | … |
| 温度/℃ | … | 96 | 97 | 98 | 98 | 95 | 98 | 98 | … |
(2)除了图中所示的器材,还需要一个重要的测量仪器是秒表;
(3)若操作正确无误,根据图可知此时烧杯中水的实际温度是98℃;
(4)上表是本实验过程中不同时刻的温度记录,小明由于粗心大意记错了一个实验数据,你认为错误的数据是95℃,你这样判断的理论依据是水沸腾时,吸热但温度不变.
(5)甲组同学撤去酒精灯后,发现水未立即停止沸腾,试分析其原因石棉网有余温.(合理即可).