题目内容
16.热敏电阻包括正温度系统电阻器(PTC)和负温度系统电阻器(NTC),正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大,负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小,某实验小组欲探究通过热敏电阻R1(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变化的特点.现提供下列器材:A.电流表A1(量程100mA,内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程15.0V,内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)
F.电源E(电动势15V,内阻忽略)
G.开关、导线若干
(1)该小组测出热敏电阻R1的U-I图线如甲图曲线I所示.该热敏电阻是PTC执敏电阻(填PTC或NTC)
(2)请在所提供的器材中选择必需的器材,电流表应选B,电压表应选D(填写器材前面的字母)并画出该小组设计的电路图.
(3)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U-I图线如曲线图Ⅱ所示.然后将热敏电阻R1、R2的电流分别与某电池组连成如图乙所示电路.测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A,则该电池组的电动势为10.0V,(结果均保留三位有效数字)
分析 由图象根据欧姆定律判断元件电阻随电压(温度)如何变化,然后确定元件类型.
根据电源电动势选择电压表,根据电路电流选择电流表,在保证安全的前提下,应选择最大阻值较小的滑动变阻器.
根据闭合电路欧姆定律列出表达式,然后通过U-I图象读出相应的电压值即可求解;
解答 解:(1)测出热敏电阻R1的U一I图线如图乙曲线Ⅱ所示,由图线可知,随电压增大,通过元件的电流增大,
它的实际功率P=UI增大,温度升高,根据图线由欧姆定律得,随温度升高(电压变大)元件的电阻变大,则该热敏电阻是PTC热敏电阻.
(2)由于实验要求电压从零调,所以变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器E以方便调节;
根据电源电动势为15V可知电压表应选D;
电压表的最小电压应为量程的$\frac{1}{3}$即5V,常温下热敏电阻的电阻为10Ω,所以通过热敏电阻的最小电流应为Imin=0.5A,
所以电流表应选B.
(3)根据闭合电路欧姆定律,应满足E=U1+I1r,
E=U2+I2r
根据U-I图象可读出U1=8.0V,U2=6.0V,
代入以上两式可解得:E=10.0V
故答案为:(1)PTC
(2)B;D
(3)10.0
点评 应明确:①当实验要求电压从零调时,变阻器应采用分压式接法,变阻器的阻值越小越方便调节;②当待测电阻阻值远小于电压表内阻时,电流表应用外接法;③根据R=$\frac{U}{I}$可知,U-I图象中,图线上的点与原点连线的斜率等于电阻阻值.
练习册系列答案
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