题目内容

5.某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用某一电器元件.图a为该电器元件的伏安特性曲线.

(1)由元件的伏安特性曲线图知,该元件的阻值随两端的电压升高而减小.(选填增大、不变或减小)
(2)有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
A.电流表(A)     量程0~200mA,内阻约为10Ω
B.电压表(V1)     量程0~3V,内阻约为10kΩ
C.电压表(V2)     量程0~15V,内阻约为25k
D.滑动变阻器(R1) 阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A
E.滑动变阻器(R2) 阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA
F.直流电源(E)    输出电压6V,内阻不计
E.开关(S)导线若干
为提高实验结果的准确程度,电压表应选用V1,滑动变阻器应选用R1.(分别选填“V1”或“V2”和“R1”或“R2”)
(3)学习小组成员还发现该元件的电阻率随温度的升高而减小,从而设计了一个火警报警器电路.如图b所示,其中R2为用该元件制成的传感器,电流表为值班室的显示器,电源两极之间接一报警器,当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是D
A、I变大,U 变大       B、I变大,U 变小
C、I变小,U 变大     D、I变小,U 变小.

分析 由图象可知小灯泡的电压及电流范围,则可根据安全性及准确性选出合适的仪表;由表格中电流从零开始变化,可知滑动变阻器的接法,根据所选电流表和电压表内阻可知电流表的接法.
R2为用半导体热敏材料制成的传感器,温度升高时,其电阻减小.当传感器R2所在处出现火情时,分析R2的变化,确定外电路总电阻的变化,分析总电流和路端电压的变化,即可知U的变化.根据并联部分电压的变化,分析I的变化.

解答 解:(1)由元件的伏安特性曲线图知,该元件的阻值随两端的电压升高而减小.
(2)元件两端的电压最大为2.5V,故电压表应选用V1,
由图可知,电流电压是从零开始变化的,故应选用分压接法,故滑动变阻器应选用R1;
(3)当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值变小,R2与R3的并联电阻减小,外电路总电阻变小,则总电流变大,电源的内电压变大,路端电压变小,即有U变小.
电路中并联部分的电压U并=E-I(R1+r),I变大,其他量不变,则U并变小,I也变小.所以I变小,U变小.故D正确,ABC错误;
故选:D
故答案为:(1)减小.   (2)V1,R1.   (3)D

点评 本题考查小灯泡的伏安特性曲线中的仪表的选择,及接法,题目较为简单;一般来说本实验都是采用分压外接法.掌握热敏电阻与温度的关系,再按“局部→整体→局部”的顺序进行动态变化分析.

练习册系列答案
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15.在验证“机械能守恒定律”的实验中,一同学进行如下操作:
①将打点计时器水平固定在铁架台上
②将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器.用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方
③先松开纸带,后接通电源,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列的点
④换几条纸带,重做上面的实验
⑤在打出的纸带中挑选第一、二两点间距接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O点的位置,依次再取四个计数点A、B、C、D.求出相应位置对应的速度及其下落的高度
⑥将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
⑦根据以上测得的数据计算相应的$\frac{1}{2}$v2和ghn的值.验证机械能守恒定律

Ⅰ.以上操作有错误的是①③;
Ⅱ.实验中选出一条纸带如图所示,其中O点为起始点,A、B、C、D为四个计数点,打点计时器所选用电源是频率为50Hz的交流电,用最小刻度为1mm的刻度尺,测得OA=11.13m,OB=17.69m,OC=25.9m.这三个数据中不符合有效数据要求的是OC,在计数点A和B之间,B和C之间各还有一个点,重锤的质量为m=1.5kg,根据以上数据,当打点到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了2.60J,这时它的动能是2.56J.(g=9.8m/s2)
Ⅲ.实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量,其主要原因是空气阻力,振针与纸带间阻力.

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