Question

4．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，某實驗小組欲探究通過熱敏電阻R₁（常溫下阻值約為10.0Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點．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變大，負溫度系數(shù)電阻器（NTC）在溫度升高時電阻值變小．
現(xiàn)提供下列器材：
A．電流表A₁（量程100mA，內(nèi)阻約1Ω）
B．電流表A₂（量程1.0A，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．電源E（電動勢15V，內(nèi)阻不可忽略）
G．開關(guān)，導(dǎo)線若干
（1）該小組測出熱敏電阻R₁的U-I圖線如圖甲圖曲線I所示，該熱敏電阻是PTC熱敏電阻（填PTC或NTC）
（2）請在所提供的器材中選擇必須的器材，電流表應(yīng)選B，電壓表應(yīng)選D（填寫器材前面的字母）；并在答題卡虛線框中畫出該小組設(shè)計的電路圖．
（3）該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R₂的U-I圖線如曲線Ⅱ所示，然后將熱敏電阻R₁、R₂與某電池連成如圖乙所示電路．測得通過R₁和R₂的電流分別為0.30A和0.60A，則該電池的電動勢為10.0V．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)圖可明確對應(yīng)的電流和電壓的范圍，從而明確對應(yīng)的電表量程；根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出實驗電路．
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．
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律求出電源電動勢與內(nèi)阻

解答 解：（1）由圖I所示圖線可知，隨電壓增大，電流增大，電阻實際功率增大，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
（2）由表中I圖線可知，電壓最大值約為12V，故電壓表應(yīng)選擇D； 電流最大值約為0.4V，故電流表應(yīng)選擇B；加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，由于熱敏電阻的阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，電路圖如圖所示：

．
（3）在閉合電路中，電源電動勢：E=U+Ir，由圖I所示可知，電流為0.3A時，電阻R₁兩端電壓為8V，電流為0.60A時，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：（1）PTC（2）B D 如圖；（3）10.0

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路、判斷電阻類型、求電源電動勢與內(nèi)阻；確定滑動變阻器與電流表接法是正確設(shè)計實驗電路的關(guān)鍵；當(dāng)實驗要求電壓從零調(diào)時，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)待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻時電流表采用外接法．