Question

15．如图甲所示是小明为“探究影响导体电阻大小因素”设计的实验电路，A、B之间接导体，
（1）本实验通过观察电流表示数比较导体电阻的大小．
（2）小明发现手边只有一根较长的金属丝，他可以探究导体的电阻是否与长度和横截面积有关．
（3）热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．小明同学用图乙所示的电路来探究热敏电阻R_T的阻值与温度的关系．已知M为控温器，电源电压恒为12v，R为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）．
①可利用对液体加热来改变热敏电阻的温度，在控温器中应该加入下列哪种液体？B
A．自来水    B．煤油    C．食盐溶液
②当控温器中液体温度为80℃，电阻箱阻值为100Ω时，电流表的示数为0.1A．则该温度下热敏电阻的阻值为20Ω．
（4）依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在0.1A．通过计算得到相关数据记录如下．从表中可以看出，在一定温度范围内，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．

温度t（℃）	70	60	50	40	30	20	10	…
电阻RT（欧）	22	28	35	44	56	73	94	…

（5）在科技创新活动中，小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（图略）．它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度．若电压表的读数会随温度的升高而增大，则应在原理图（丙）中C两端接入一电压表．
A．ab              B．bc               C．ac．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律，电压不变，电阻的变化会引起电路中电流的变化，实验通过电流表的示数或灯泡的亮暗变化来反映电阻的变化；
（2）导体的电阻是本身的属性，它跟导体的长度、横截面积和材料有关，当探究影响导体电阻大小的因素时，应控制其它的因素不变，只改变该因素看电阻如何变化就可以；
（3）①根据控温器中的液体为绝缘体进行选择；
②电阻箱和热敏电阻串联；已知电阻箱的阻值和电路中的电流，根据U=IR求出电阻箱两端的电压；又已知电源电压，然后根据串联电路电压的特点求出热敏电阻两端的电压，再根据串联电路处处电流相等和热敏电阻两端的电压，利用公式R=$\frac{U}{I}$求出热敏电阻的阻值；
（4）分析表中数据找出热敏电阻的阻值随温度的变化的规律；
（5）根据串联电路起分压作用进行分析，串联电路中，电阻的阻值越大，那么该电阻分得的电压越多．

解答 解：
（1）在电源电压不变的情况下，AB之间接入的电阻越大，电路中的总电阻越大，电流就越小．灯泡电阻不变的情况下，电流越小，灯泡的实际功率就越小，灯泡就越暗．所以可以根据电流表示数的大小或灯泡的亮暗程度来判断所接入导体电阻的大小．
（2）导体的电阻是本身的属性，它跟导体的长度、横截面积和材料有关：
当探究导体电阻与长度的关系时，可控制横截面积和材料不变，改变导体的长度，能够完成；
当探究导体电阻与横截面积的关系时，可控制长度和材料不变，改变导体的横截面积，能够完成；
当探究导体电阻与材料的关系时，可控制长度和横截面积不变，因为只有一个金属丝，所以无法改变材料，不能够完成；
（3）①因为温控器中导线和电阻组成了电路，因此温控器中的液体应该为绝缘体，因此应该选择煤油，即B；
②电阻箱两端的电压：U₁=IR₁=0.1A×100Ω=10V；
因为电阻箱和热敏电阻串联，该温度下热敏电阻的阻值：
R=$\frac{U-{U}_{1}}{I}$=$\frac{12V-10V}{0.1A}$=20Ω；
（4）从表格数据中可以直接得出，热敏电阻的阻值随温度的增加而减小；
（5）因为热敏电阻随温度的升高而减小，而电压表的读数随温度的升高而增大，因此电压表应该并联在定值电阻两端，即选C．
故答案为：（1）电流表示数；（2）长度；横截面积；（3）①B；②20；（4）减小；（5）C．

点评 本题是一道关于影响导体的电阻与多因素及图象分析和利用欧姆定律进行计算的综合题，能否根据图象分析热敏电阻的变化趋势是本题的解题关键所在．