高中物理电学实验解答题

某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃-80℃范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R_T,其标称值(25℃时的阻值)为 $900.0\mathrm{\Omega }$:电源E(6V,内阻可忽略):电压表 (量程 $150\mathrm{mV}$):定值电阻R₀(阻值 $20.0\mathrm{\Omega }$),滑动变阻器R₁(最大阻值为 $1000\mathrm{\Omega }$):电阻箱R₂(阻值范围0- $999.9\mathrm{\Omega }$):单刀开关S₁,单刀双掷开关S₂。

实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃,将S₂与1端接通,闭合S₁,调节R₁的滑片位置,使电压表读数为某一值U_s:保持R₁的滑片位置不变,将R₂置于最大值,将S₂与2端接通,调节R₂,使电压表读数仍为U_s:断开S₁,记下此时R₂的读数,逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R₂的阻值,直至温度降到25.0°C,实验得到的R₂-t数据见下表。

t/℃	25.0	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0	80.0
R2/Ω	900.0	680.0	500.0	390.0	320.0	270.0	240.0

回答下列问题:

（1）在闭合S₁前,图(a)中R₁的滑片应移动到________ （填“a”或“b”）端；

（2）在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R₂-t曲线：

（3）由图(b)可得到R₁,在25℃-80°C范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得R₁=________Ω；   

（4）将R_t握于手心,手心温度下R₂的相应读数如图(c)所示,该读数为________Ω，则手心温度为________℃。   

某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性。所用器材有:小灯泡（额定电压2.5 V，额定电流0.3 A）、电压表（量程300 mV，内阻300 Ω）、电流表（量程300 mA，内阻0.27 Ω）定值电阻 R ₀、滑动变阻器 R ₁（阻值0~20 Ω）、电阻箱 R ₂（最大阻值9 999.9 Ω）、电源 E（电动势6V，内阻不计）、开关S、导线若干。完成下列填空:

（1）有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300 mA的 U- I曲线， R ₀应选取阻值为______Ω的定值电阻；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________（填" a"或" b"）端；

图（b）

（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱 R ₂的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电流表的示数 U、 I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10 mA时，小灯泡的电阻为__________Ω（保留1位有效数字）；

（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V，该同学经计算知，应将 R ₂的阻值调整为_________Ω。然后调节滑动变阻器 R ₁，测得数据如下表所示：

U/mV	24.0	46.0	76.0	110.0	128.0	152.0	184.0	216.0	250.0
I/mA	140.0	160.0	180.0	200.0	220.0	240.0	260.0	280.0	300.0

（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻____（填"增大""减小"或"不变"）；

（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160 mA，可得此时小灯泡电功率 P ₁＝________W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300 mA时，小灯泡的电功率为 P ₂，则 $\frac{P_2}{P_1}$ =____________（保留至整数）。

已知一热敏电阻当温度从 ${10}^{°}\text{C}$升至 ${60}^{°}\text{C}$时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源 $E$、开关 $S$、滑动变阻器 $R$（最大阻值为 $20\Omega )$、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为 $100\Omega )$。

（1）在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。

（2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 $5.5V$和 $3.0\mathit{mA}$，则此时热敏电阻的阻值为　　 $\mathit{k\Omega }$（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值 $R$随温度 $t$变化的曲线如图（a）所示。

（3）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 $2.2\mathit{k\Omega }$．由图（a）求得，此时室温为　　 ${}^{°}\text{C}$（保留3位有效数字）。

（4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中， $E$为直流电源（电动势为 $10V$，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过 $6.0V$时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为 ${50}^{°}\text{C}$，则图中　　（填“ $R_1$”或“ $R_2$” $)$应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻

值应为　　 $\mathit{k\Omega }$（保留2位有效数字）。

某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻 $R_x$，所用电压表的内阻为 $1\mathit{k\Omega }$，电流表内阻为 $0.5\Omega$．该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的 $O$、 $P$两点之间，另一种是跨接在 $O$、 $Q$两点之间。测量得到如图（b）所示的两条 $U-I$图线，其中 $U$与 $I$分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题：

（1）图（b）中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在　　（填“ $O$、 $P$”或“ $O$、 $Q$” $)$两点的方案测量得到的。

（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线　　（填“Ⅰ”或“Ⅱ” $)$得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为　　 $\Omega$（保留1位小数）。

（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为　　 $\Omega$（保留1位小数）。

某同学描绘一种电子元件的 $I-U$关系图象，采用的实验电路图如图1所示，为电压表，为电流表， $E$为电源（电动势约 $6V)$， $R$为滑动变阻器（最大阻值 $20\Omega )$， $R_0$为定值电阻， $S$为开关。

（1）请用笔画线代替导线，将图2所示的实物电路连接完整。

（2）调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数如表：

电压 $U/V$	0.000	0.250	0.500	0.650	0.700	0.725	0.750
电流 $I/\mathit{mA}$	0.00	0.10	0.25	0.60	1.70	4.30	7.50

请根据表中的数据，在方格纸上作出该元件的 $I-U$图线。

（3）根据作出的 $I-U$图线可知，该元件是　　（选填“线性”或“非线性” $)$元件。

（4）在上述测量中，如果用导线代替电路中的定值电阻 $R_0$，会导致的两个后果是　　。

（A）电压和电流的测量误差增大

（B）可能因电流过大烧坏待测元件

（C）滑动变阻器允许的调节范围变小

（D）待测元件两端电压的可调节范围变小