Question

15．某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：
熱敏電阻R_t（常溫下約8kΩ）、溫度計(jì)、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(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻約1Ω）、滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)所提供的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，畫在圖1甲所示的方框中．
（2）圖1乙所示是實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，補(bǔ)充完成實(shí)物間的連線．

（3）利用補(bǔ)充完整的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)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2中的實(shí)測(cè)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(cè)量值總比真實(shí)值大
B．電壓表的分流造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)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
（4）將本實(shí)驗(yàn)所用的熱敏電阻接到一個(gè)電流較大的恒流電源中使用，當(dāng)電流通過(guò)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(shí)，滿足關(guān)系式I²R=k（t-t₀）（其中k是散熱系統(tǒng)，t是電阻的溫度，t₀是周圍環(huán)境溫度，I為電流強(qiáng)度），電阻的溫度穩(wěn)定在某一值．若通過(guò)它的電流恒為50mA，t₀=20℃，k=0.25W/℃，由實(shí)測(cè)曲線可知該電阻的溫度穩(wěn)定在48℃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可明確實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）根據(jù)圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖；
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象．分析實(shí)驗(yàn)電路，根據(jù)伏安法測(cè)電阻所造成的誤差分析誤差原因．
（4）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(diǎn)即為該電阻的穩(wěn)定溫度，帶入公式即可求得此時(shí)的發(fā)熱功率．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量伏安特性曲線，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法，同時(shí)由于熱敏電阻阻較大，故應(yīng)采用電流表內(nèi)接法；故原理圖如圖甲所示；
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖乙所示．
（3）由于實(shí)驗(yàn)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(cè)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=50mA，k=0.25；
代入數(shù)據(jù)解得：
R=100（t-t₀）=100t-2000Ω；
在圖2中作出如圖所示的圖線，
據(jù)其與理論圖線的交點(diǎn)即可求得：該電阻的溫度大約穩(wěn)定在48℃．
故答案為：（1）如圖所示；（2）連線如圖；（3）AC；（4）48

點(diǎn)評(píng) 本題中要特別注意第3小問(wèn)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(shí)驗(yàn)，要求能將所學(xué)知識(shí)熟練應(yīng)用；