Question

13．某實驗小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實驗，實驗室提供如下器材：
熱敏電阻R_t （常溫下約8kΩ）、溫度計、電流表A（量程1mA，內(nèi)阻約200Ω）、電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ）、電池組E（電動勢為4.5V，內(nèi)阻約1Ω）、滑動變阻器R（最大阻值為20Ω）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干、燒杯和水．

（1）根據(jù)實驗所提供的器材，設(shè)計實驗電路，畫在圖1所示的方框中．
（2）圖2是實驗器材的實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)你所設(shè)計的實驗電路，補充完成實物間的連線．
（3）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑動觸頭P應(yīng)置于a端（填“a”或“b”）．
（4）利用補接完整的實驗裝置測量出不同溫度下的電阻值，畫出該熱敏電阻的R_t-t圖象如圖3中的實測曲線，與圖中理論曲線相比二者有一定的差異．除了偶然誤差外，關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因或減小系統(tǒng)誤差的方法，下列敘述正確的是AC．
A．電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大
B．電壓表的分流造成電阻的測量值總比真實值小
C．溫度升高到一定值后，電流表宜采用外接法
D．溫度升高到一定值后，電流表宜采用內(nèi)接法
（5）將本實驗所用的熱敏電阻接到一個電流較大的恒流電源中使用，當(dāng)電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電阻向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時，滿足關(guān)系式I²R=k（t-t₀）（其中k是散熱系數(shù)，t是電阻的溫度，t₀是周圍環(huán)境溫度，I為電流強度），電阻的溫度穩(wěn)定在某一值．若通過它的電流恒為50mA，t₀=20℃，k=0.25W/℃，由實測曲線可知該電阻的溫度穩(wěn)定在50℃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理可明確實驗電路圖；
（2）根據(jù)圖甲所示實驗電路圖連接實物電路圖；
（3）滑動變阻器采用分壓接法時，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)調(diào)到分壓電路分壓應(yīng)為零處．
（4）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)點，然后作出圖象．分析實驗電路，根據(jù)伏安法測電阻所造成的誤差分析誤差原因．
（5）作出P_散=k（t-t₀）的圖象，與熱敏電阻隨溫度變化的圖象的交點即為該電阻的穩(wěn)定溫度，帶入公式即可求得此時的發(fā)熱功率．

解答 解：（1）本實驗中要測量伏安特性曲線，故應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法，同時由于熱敏電阻阻較大，故應(yīng)采用電流表內(nèi)接法；故原理圖如圖1所示；
（2）根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖2所示．
（3）因當(dāng)滑動觸頭打到a端時待測電路電壓或電流為零，從而保護電流表．故答案為a．
（4）由于實驗采用的是電流表內(nèi)接法，由于電流表的分壓使電壓表讀數(shù)大于熱敏電阻兩端的電壓．故A正確；
在相同的溫度下，熱敏電阻的測量值總比理論值偏大；
當(dāng)溫度升高到一定值后，電阻變小，則電流表應(yīng)該選用外接法，故C正確；
故選：AC
（4）電阻的散熱功率可表示為P_散=k（t-t₀）=I²R I=40mA，R=100（t-t₀），在R-t圖象中做出如圖所示的圖線，
據(jù)其與理論圖線的交點即可求得：該電阻的溫度大約穩(wěn)定在50℃．
故答案為：（1）如圖所示；
（2）連線如圖；（3）a；（4）AC；（5）50

點評 本題中要特別注意第3小問中的作圖解決的辦法；由于導(dǎo)體電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接應(yīng)用歐姆定律，而是根據(jù)圖象進(jìn)行分析．本題為探究性實驗，要求能將所學(xué)知識熟練應(yīng)用；