Question

3．熱敏電阻（符號(hào)）包括正溫度系數(shù)電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)電阻器（NTC）．正溫度系數(shù)電阻器（PTC）在溫度升高時(shí)電阻值增大，負(fù)溫度系數(shù)電阻器（NTC）在溫度升高時(shí)電阻值減�。疅崦綦娮璧倪@種特性，常常應(yīng)用在控制電路中．某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材探究通過熱敏電阻R_x（常溫下阻值約為10Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點(diǎn)．
A．電流表A₁（量程100mA，內(nèi)阻約1Ω）
B．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）
C．電壓表V（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ）
D．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為10Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R′（最大阻值為500Ω）
F．電源E（電動(dòng)勢15V，內(nèi)阻忽略）
G．電鍵、導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請?jiān)谒�提供的器材中選擇必需的器材，應(yīng)選擇的器材為：電流表B；滑動(dòng)變阻器D．（只需填寫器材前面的字母即可）
（2）請?jiān)谒�提供的器材中選擇必需的器材，在圖1虛線框內(nèi)畫出正確的電路圖．
（3）該小組測出熱敏電阻R₁的U-I圖線如圖2曲線Ⅰ所示．該電阻是PTC熱敏電阻（填“PTC”或“NTC”）．
（4）該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R₂的U-I圖線如圖2曲線Ⅱ所示．然后又將熱敏電阻R₁、R₂分別與另外一電池組連成如圖3所示電路．測得通過R₁和R₂的電流分別為0.30A和0.60A，則電池組的電動(dòng)勢為10.0V，內(nèi)阻為6.67Ω．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 ①為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
②根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路．
③根據(jù)圖象應(yīng)用歐姆定律判斷元件阻值隨溫度變化的關(guān)系，然后確定元件類型．
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻．

解答 解：①熱敏電阻的電阻值約10歐姆，電路中的最大電流：
$I=\frac{E}{R}=\frac{15}{10}=1.5$A，所以電流表應(yīng)選擇B；滑動(dòng)變阻器R′的電阻值太大，不方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選滑動(dòng)變阻器D；
②加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由于熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，電路圖如圖所示：

③由圖2曲線I所示圖線可知，隨電壓增大，電流增大，電阻實(shí)際功率增大，溫度升高，電壓與電流比值增大，電阻阻值增大，即隨溫度升高，電阻阻值增大，該電阻是正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻．
④在閉合電路中，電源電動(dòng)勢：E=U+Ir，由圖2曲線II所示可知，電流為0.3A時(shí)，電阻R₁兩端電壓為8V，電流為0.60A時(shí)，電阻R₂兩端電壓為6.0V，
則：E=8+0.3r，E=6+0.6r，解得：E=10.0V，r=6.67Ω；
故答案為：①B，D；②電路圖如圖所示；③PTC；④10.0；6.67．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、判斷電阻類型、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻；確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵；當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，變阻器的阻值越小越方便調(diào)節(jié)；當(dāng)待測電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)電流表采用外接法．