Question

2．熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)電阻器（NTC），正溫度系數(shù)電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越小，熱敏電阻的這種特性，常常應(yīng)用在控制電路中．某實(shí)驗(yàn)小組欲探究熱敏電阻R₁（常溫下阻值約為10.0Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點(diǎn)，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(dòng)變阻器R（最大阻值為10Ω）      F．電源E（電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻忽略）
G．電鍵、導(dǎo)線若干

（1）請(qǐng)?jiān)谒�提供的器材中選擇必需的器材，電流表應(yīng)選B，電壓表應(yīng)選D（只需填寫器材前面的字母即可）；并在圖甲虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（熱敏電阻的符號(hào)為）．
（2）該小組測(cè)出熱敏電阻R₁的U-I圖象如圖乙曲線I所示，該熱敏電阻是PTC（填PTC或NTC）熱敏電阻．
（3）該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R₂的U-I圖線如圖乙曲線II所示．然后又將熱敏電阻R₁、R₂分別與某電池組連成如圖丙所示電路．測(cè)得R₁和R₂分別接入電路時(shí)通過的電流為0.30A和0.60A，則該電池組的電動(dòng)勢(shì)為10.0V，內(nèi)阻為6.67Ω．（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖1可明確對(duì)應(yīng)的電流和電壓的范圍，從而明確對(duì)應(yīng)的電表量程；根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路．
（2）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．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答 解：（1）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(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由于熱敏電阻的阻值遠(yuǎn)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：

（2）由圖2曲線I所示圖線可知，隨電壓增大，電流增大，電阻實(shí)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．
（3）在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)：E=U+Ir，由圖2曲線II所示可知，電流為0.3A時(shí)，電阻R₁兩端電壓為8V，電流為0.60A時(shí)，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）B、D，如圖；（2）PTC；（3）10.0，6.67．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、判斷電阻類型、求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻；確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵；當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電壓從零調(diào)時(shí)，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(cè)電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)電流表采用外接法．