题目内容

14．某同学要测量一均匀新材料制成的热敏电阻的电阻．步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为52.30mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为4.300mm；

（3）该同学准备设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律，现有以下实验器材：
A．热敏电阻（常温下约300Ω）
B．温度计
C．电流表A1（60mA，约10Ω）
D．电流表A2（3A，约0.1Ω）
E．电压表V（6V，约15kΩ）
F．滑动变阻器R1（200Ω，0.5A）
G．滑动变阻器R2（5Ω，2A）
H．蓄电池（9V，0.05Ω）
I．开关一个，带夹的导线若干
①实验要求通过热敏电阻的电流从零开始增加，电流表应选择A1，滑动变阻器选择R2．
②请设计电路图，在图3实物图上连线．
③通过实验，他得到了该热敏电阻的伏安特性曲线如图4所示，由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．

分析 （1）的关键是游标卡尺读数时要分成整数部分和小数部分两部分来读，不需要估读；
（2）螺旋测微器读数时，也要分成整数部分和小数部分两部分来读，注意“半毫米刻度线”是否露出，需要估读
（3）的关键是通过估算电路中的最大电流来选择电流表量程；根据要求“测得多组数据”可知．变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器方便调节．根据满足$\frac{{R}_{V}}{Rx}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$可知，电流表应用外接法．

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为52mm，游标读数为0.05×6mm=0.30mm，所以最终读数为52.30mm
（2）螺旋测微器固定刻度为4mm，可动刻度为0.01×30.0=0.300mm，所以最终读数为4.300mm．
（3）①使用量程是6V的电压表，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流为：${I}_{max}=\frac{U}{R}=\frac{6}{300}=0.02$A，所以电流表应选A1；
由于测量的结果电压和电流从0开始增加，所以变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R2；
②电压表内阻、电流表内阻与待测电阻的关系：$\frac{{R}_{V}}{Rx}=\frac{15000}{300}=50$，$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}=\frac{300}{10}=30＜\frac{{R}_{V}}{Rx}$，可知，电流表应用外接法，在图3实物图上连线如图．
③根据电阻的定义式：$R=\frac{U}{I}$可知，在U-I图象中，图线上的点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数．由图可知，图线上的点与坐标原点的连线的斜率随电压U的增大而增大，即电阻随U的增大而减小．
故答案为：（1）52.30；（2）4.300；（3）①A1，R2；②如图；③减小

点评 应掌握游标卡尺与螺旋测微器的读数方法．通过估算电路中的最大电流来选择电流表的量程；若有“测得多组数据”要求或要求电流从零调时，变阻器应用分压式接法，选择阻值小的变阻器时方便调节；

练习册系列答案
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