Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲的電路，其中RT為熱敏電阻，電壓表量程為3V，內(nèi)阻RV約10kΩ，電流表量程為0.5A，內(nèi)阻RA=4.0Ω，R為電阻箱．

（1）該實(shí)驗(yàn)小組首先利用該電路進(jìn)行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)．閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄不同情況下電壓表示數(shù)U1、電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R，在I﹣U坐標(biāo)系中，將各組U1、I的數(shù)值標(biāo)記在相應(yīng)位置，描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線(xiàn)，如圖乙中曲線(xiàn)所示．為了完成該實(shí)驗(yàn)，應(yīng)將導(dǎo)線(xiàn)c端接在（選填“a”或“b”）點(diǎn)；
（2）利用（1）中記錄的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析計(jì)算可得外電路的電壓U2 ， U2的計(jì)算式為；（用U1、I、R和RA表示）
（3）實(shí)驗(yàn)小組利用（2）中的公式，計(jì)算出各組的U2 ， 將U2和I的數(shù)據(jù)也描繪在I﹣U坐標(biāo)系中，如圖乙中直線(xiàn)所示，根據(jù)圖象分析可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E=V，內(nèi)電阻r=Ω；
（4）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)到6Ω時(shí)，熱敏電阻消耗的電功率P=W．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】
（1）a
（2）U2=U1+I（R+RA）
（3）6.0,5.0
（4）0.60
【解析】解：（1）利用伏安法測(cè)電阻，由圖象可知熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表電阻，所以采用電流表外接法；故導(dǎo)線(xiàn)c應(yīng)接在a點(diǎn)；
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知：外電壓：U2=U1+I（R+RA）（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(xiàn)可知電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)為6.0，內(nèi)電阻為r= =5.0Ω．（4）等效電源內(nèi)阻r0=5.0+4.0+6.0=15Ω； 在I﹣U圖象中作等效電源的伏安特性曲線(xiàn)，如圖所示；與熱敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)坐標(biāo)（2.5，0.24）．所以熱敏電阻的電功率為0.60W．

故答案為：（1）a；（2）U2=U1+I（R+RA）；（3）6.0；5.0；（4）0.60．

（1）本題的實(shí)驗(yàn)原理是利用伏安法測(cè)電阻，根據(jù)大內(nèi)小外的原則進(jìn)行判斷。
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路規(guī)律列式求解。
（3）根據(jù)電源外特性曲線(xiàn)物理意義，可以直接求出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。
（4）伏安特性曲線(xiàn)和電源外特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)，代表用電器接入電路中實(shí)際工作的電壓和電流。據(jù)此可以求解。