Question

某物理興趣小組的同學想用如圖甲所示的電路探究一種熱敏電阻的溫度特性．
①請按電路原理圖將圖乙中所缺的導線補接完整．
為了保證實驗的安全，滑動變阻器的滑動觸頭P在開關閉合前應置于______端．（選填“a”或“b”）
②正確連接電路后，在保溫容器中注入適量冷水．接通電源，調(diào)節(jié)R記下電壓表和電流表的示數(shù)，計算出該溫度下的電阻值，將它與此時的水溫一起記入表中．改變水的溫度，測量出不同溫度下的電阻值．該組同學的測量數(shù)據(jù)如下表所示，請你在圖中的坐標紙中畫出該熱敏電阻的R-t關系圖．

溫度（攝氏度）	30	40	50	60	70	80	90	100
阻值（千歐）	8.0	5.2	3.5	2.4	1.7	1.2	1.0	0.8

③對比實驗結(jié)果與理論曲線（圖丙中已畫出）可以看出二者有一定的差異．在相同的溫度下，熱敏電阻的測量值總比理論值______（填“偏大”或“偏小”），引起這種誤差的原因是（不包含讀數(shù)等偶然誤差）______
④已知電阻的散熱功率可表示為P_散=k（t-t₁），其中k是比例系數(shù)，t是電阻的溫度，t是周圍環(huán)境溫度．現(xiàn)將本實驗所用的熱敏電阻接到一個恒流電源中，該電源可以使流過它的電流在任何溫度下恒為40mA，t=20℃，k=0.16W/℃，由理論曲線可知，該電阻的溫度大約穩(wěn)定在______℃

Answer 1

【答案】分析：①根據(jù)圖甲所示實驗電路圖連接實物電路圖；滑動變阻器采用分壓接法時，閉合開關前，滑片應調(diào)到分壓電路分壓應為零處．
②根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標系中描出對應點，然后作出圖象．
③分析實驗電路，根據(jù)伏安法測電阻所造成的誤差分析誤差原因．
④作出P_散=k（t-t）的圖象，與熱敏電阻隨溫度變化的圖象的交點即為該電阻的穩(wěn)定溫度，帶入公式即可求得此時的發(fā)熱功率．
解答：解：①根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖1所示．
因當滑動觸頭打到a端時待測電路電壓或電流為零，從而保護電流表．故答案為a．
②應用描點法作圖，圖象如圖2所示．

③由于實驗采用的是電流表內(nèi)接法，所以電壓表讀數(shù)大于熱敏電阻兩端的電壓．所以在相同的溫度下，熱敏電阻的測量值總比理論值偏大．
④）電阻的散熱功率可表示為P_散=k（t-t）=I²R  I=40mA，R=100（t-t），在R-t圖象中做出如圖所示的圖線，
據(jù)其與理論圖線的交點即可求得：該電阻的溫度大約穩(wěn)定在50℃．
故答案為：①連線如圖；a；②如圖所示；③偏大；電流表的分壓造成電阻的測量值總比真實值大；隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值變小，電流表的分壓作用更明顯，相對誤差更大；④50．
點評：本題為探究性實驗，要求能將所學知識熟練應用；本題中要特別注意第3小問中的作圖解決的辦法；由于導體電阻隨溫度的變化而變化，故不能直接應用歐姆定律，而是根據(jù)圖象進行分析．