Question

（2011?廈門模擬）（1）在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細繩；先后兩次拉伸橡皮條，一次是用兩個彈簧測力計通過兩細繩互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈簧測力計通過細繩拉橡皮條．
①實驗操作中，下列說法正確的是

AB

．
A．彈簧測力計、細繩、橡皮條都應貼近木板且與木板平行；
B．拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些；
C．拉力F₁和F₂的夾角越大越好；
D．先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一個彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點．
②實驗中，要求先后兩次力的作用效果相同，指的是

D

．
A．用兩個彈簧測力計拉力F₁和F₂的大小之和等于一個彈簧測力計拉力的大��；
B．橡皮條沿同一方向伸長；
C．橡皮條伸長到同一長度；
D．橡皮條沿同一方向伸長到同一長度．
（2）熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器（PTC）和負溫度系數(shù)電阻器（NTC）．正溫度系數(shù)電阻器（PTC）在溫度升高時電阻值越大，負溫度系數(shù)電阻器（NTC）在溫度升高時電阻值越小，熱敏電阻的這種特性，常常應用在控制電路中．某實驗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10.0Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點．
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V₁（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）   
D．電壓表V₂（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ）
E．滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）      
F．滑動變阻器R′（最大阻值為500Ω）
G．電源E（電動勢15V，內(nèi)阻忽略）      
H．電鍵、導線若干
①實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請在所提供的器材中選擇必需的器材，應選擇的器材為電流表

B

；電壓表

D

；滑動變阻器

E

．（只需填寫器材前面的字母即可）
②請在所提供的器材中選擇必需的器材，在如圖1所示的虛線框內(nèi)畫出該小組設計的電路圖．

③該小組測出熱敏電阻R₁的U一I圖線如圖2曲線Ⅰ所示．請分析說明該熱敏電阻是

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一I圖線如圖2曲線Ⅱ所示．然后又將熱敏電阻R₁、R₂分別與電池組連成如圖3所示電路．測得通過R₁和R₂的電流分別為0.30A和0.60A，則電池組的電動勢為

10

V，內(nèi)阻為

6.7

Ω（結果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）本實驗采用“等效法”，即要求兩次拉橡皮筋的效果相同，對于兩彈簧拉力大小以及夾角大小沒有具體要求，只要便于作圖以及減小誤差即可；因此在實驗中盡量減小力的測量及作圖中出現(xiàn)的誤差；
（2）①根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路電流選擇電流表，在保證安全的前提下，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
②電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器采用分壓接法，根據(jù)電阻與電表內(nèi)阻間的關系確定電流表的接法，作出實驗電路圖．
③由圖象根據(jù)歐姆定律判斷元件電阻隨電壓（溫度）如何變化，然后確定元件類型．
④由圖象求出電流所對應的電壓，然后由閉合電路的歐姆定律列方程，求出電源電動勢與內(nèi)阻．

解答：解：（1）①A、彈簧測力計、細繩、橡皮條都應貼近木板且與木板平行．故A正確．
B、拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些，可以減小測量的誤差．故B正確．
C、拉力F₁和F₂的夾角不是越大越好，適當大一些即行．故C錯誤．
D、實驗中，彈簧的讀數(shù)大小適當，便于做平行四邊形即可，并非要求一定達到最大量程．故D錯誤．故選AB．
②該實驗采用了“等效替代”的原理，即合力與分力的關系是等效的，要求兩次拉橡皮筋時的形變量和方向是等效的．
則橡皮筋沿同一方向拉長到同一長度．故D正確，A、B、C錯誤．故選D．
（2）①電源電動勢為15V，電壓表應選D、電壓表V₂（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ），常溫下電阻為10Ω，電路最大電流可達1.5A，
則電流表應選擇量程大的，因此電流表應選：B、電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）；兩滑動變阻器都能保證電路安全，
為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器，因此滑動變阻器應選：E、滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）．
②電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器采用分壓接法；

R

RA

=

10Ω

0.3Ω

≈33.3，

RV

R

=

10000Ω

10Ω

=1000，

RV

R

＞

R

RA

，
則電流表應采用外界法，實驗電路圖如圖所示．
③測出熱敏電阻R₁的U一I圖線如圖2曲線Ⅰ所示，由圖2Ⅰ所示圖線可知，隨電壓增大，通過元件的電流增大，
它的實際功率P=UI增大，溫度升高，根據(jù)圖線由歐姆定律得，隨溫度升高（電壓變大）元件的電阻變大，則該熱敏電阻是PTC熱敏電阻．
④由圖2所示圖象可知，電流為I₁=0.30A時，U₁=8V，I₂=0.60A時，U₂=6V，
設電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，由閉合電路歐姆定律得，E=Ir+U，
則E=0.30×r+8，E=0.60×r+6，
解得：E=10V（9.6～10.4V均正確），r≈6.7Ω（6～8Ω均正確），
故答案為：（1）①AB；②D；（2）①B；D；E；②如圖所示；③PTC④10；6.7．

點評：（1）主要考查驗證力的平行四邊形定則的誤差分析及數(shù)據(jù)的處理，應通過實驗原理及數(shù)據(jù)的處理方法去思考減少實驗誤差的方法；熟練應用平行四邊形定則解決有關問題．
（2）確定滑動變阻器與電流表的接法是正確設計實驗電路的關鍵．