Question

17．利用如圖甲所示的分壓電路研究電阻的U-I關(guān)系．電源內(nèi)阻不計(jì)，R₀為定值電阻．滑動變阻器總電阻100Ω，將其電阻部分4等分，標(biāo)記a、b、c、d、e（其中a、e為兩端）．將滑片分別移動到這5個位置，得到電壓表與電流表的5組讀數(shù)，作I-U圖（圖乙）．電表均為理想電表．
（1）R₀的阻值為10Ω，電源電動勢為3.0V．
（2）實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)U-I圖象上少記錄了滑片在c位置時的數(shù)據(jù)點(diǎn)，試在圖乙上大致畫出此點(diǎn)．
（3）將電路中的R₀換成一個電阻隨溫度變化的熱敏電阻R_x（阻值隨溫度升高而升高）并重復(fù)上述步驟，發(fā)現(xiàn)得到了I-U圖中部分點(diǎn)非常集中而無法得到較準(zhǔn)確的規(guī)律，如圖丙所示．說明該熱敏電阻阻值偏小（選填“大”或“小”）．為了能得到合理的圖象，使5個數(shù)據(jù)點(diǎn)分散開，可選用總電阻較�。ㄟx填“大”或“小”）的滑動變阻器再次實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）做I-U圖象，是直線，故圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)；電源內(nèi)阻不計(jì)，故滑動片移動到a點(diǎn)時電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢；
（2）根據(jù)電阻的串并聯(lián)知識求解出總電阻，再根據(jù)歐姆定律求解電流和ce段的電壓，描點(diǎn)即可；
（3）I-U圖中部分點(diǎn)非常集中，說明電流和電壓變化很小；
滑動變阻器的分壓式接法，當(dāng)外接電阻值遠(yuǎn)等于滑動變阻器阻值時，電壓變化較為均勻；否則電壓變化不均勻．

解答 解：（1）用描點(diǎn)法作圖，得到其I-U圖線為直線，說明電阻是不變的；
根據(jù)歐姆定律，有：
${R}_{0}=\frac{U}{I}=\frac{3.0V}{0.3A}=10Ω$；
電源內(nèi)阻不計(jì)，故滑動片移動到a點(diǎn)時電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢，故電動勢為3V；
（2）滑動變阻器滑片在C點(diǎn)時，總電阻為：
$R=50Ω+\frac{50×10}{50+10}Ω=58.3Ω$；
電流為：$I=\frac{E}{R}=\frac{3V}{58.3Ω}≈0.0514A$
故電壓表讀數(shù)為：U=E-I$•\frac{{R}_{滑}}{2}$=3-0.0514×50=0.43V
故C點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示：

（3）I-U圖中部分點(diǎn)非常集中，說明電流和電壓變化很��；
滑動變阻器的分壓式接法，當(dāng)外接電阻值遠(yuǎn)等于滑動變阻器阻值時，電壓變化較為均勻；否則電壓變化不均勻．
故電阻較小，要選用總電阻較小的滑動變阻器；
故答案為：（1）10，3.0；（2）如圖所示；（3）小，�。�

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理，然后根據(jù)電路的串并聯(lián)知識進(jìn)行求解；同時要明確滑動變阻器的分壓式接法中，當(dāng)外接用電器的阻值遠(yuǎn)大于變阻器阻值時，電壓隨滑動變阻器阻值較為均勻的變化．