Question

13．某實驗小組設計了如圖（甲）的電路，其中R_T為熱敏電阻，電壓表量程為3V，內(nèi)阻R_V約10kΩ，電流表量程為0.5A，內(nèi)阻R_A=4.0Ω，R為電阻箱．

（1）該實驗小組首先利用該電路進行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線的實驗．閉合開關，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄不同情況下電壓表示數(shù)U₁、電流表示數(shù)I和電阻箱的阻值R，在I-U坐標系中，將各組U₁、I的數(shù)值標記在相應位置，描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線，如圖（乙）中曲線所示．為了完成該實驗，應將導線c端接在a（選填“a”或“b”）點．
（2）利用（1）中記錄的數(shù)據(jù)，電源路端電壓U=U₁+I（R+R_A）．（用U₁、I、R和R_A表示）
（3）實驗中路端電壓U和通過電源電流如圖（乙）中直線所示，由圖分析可知：電源的電動勢E=6.0V，內(nèi)電阻r=5.0Ω．
（4）實驗中，當電阻箱的阻值調(diào)到30Ω時，熱敏電阻消耗的電功率P=0.20W．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，明確電流表外接法的應用；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可明確路端電壓的表達式；
（3）根據(jù)伏安特性曲線可明確電源的電動勢和內(nèi)電阻；
（4）在圖中作出等效電源的伏安特性曲線，與曲線的交點為熱敏電阻的工作點，則由P=UI可求得電功率

解答 解：（1）利用伏安法測電阻，由圖象可知熱敏電阻的阻值遠小于電壓表電阻，所以采用電流表外接法；故導線c應接在a點；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知：外電壓：
U₂=U₁+I（R+R_A）
（3）電源兩端的電壓利用歐姆定律可知．利用電源的外特性曲線可知電動勢和內(nèi)電阻．把電流表、電阻箱、電源作為等效電源，等效電源的電動勢為6.0，內(nèi)電阻為r=$\frac{6.0-4.0}{0.4}$=5.0Ω．
（4）等效電源內(nèi)阻r₀=5.0+4.0+30=39Ω； 在I-U圖象中作等效電源的外電路伏安特性曲線U=6-15I，如圖所示；

與熱敏電阻的伏安特性曲線的交點坐標（2.0，0.1）．所以熱敏電阻的電功率為0.20W．
故答案為：（1）a；（2）U₂=U₁+I（R+R_A）；（3）6.0；5.0；（4）0.20．

點評 本題考查描述伏安特性曲線的實驗，要注意本實驗中要明確分壓接法的應用條件；并注意在實驗中應用所學過的物理規(guī)律求解功率及電阻等．