Question

14．熱敏電阻包括正溫度系數電阻器（PTC）和負溫度系數電阻器（NTC），正溫度系數電阻器（PTC）在溫度升高時電阻值越大，負溫度系數電阻器（NTC）在溫度升高時電阻值越�。�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，
現(xiàn)提供下列器材：
A．電流表A₁（量程100mA，內阻約1Ω）
B．電流表A₂（量程1.0A，內阻約0.3Ω）
C．電壓表V₁（量程3.0V，內阻約3kΩ）
D．電壓表V₂（量程10.0V，內阻約10kΩ）
E．滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）
F．電源E（電動熱15V，內阻忽略）
G..開關，導線若干

（1）該小組測出熱敏電阻R₁的U-I圖線如1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需的器材，電流表應選B，電壓表應選D（填寫器材前面的字母）；并在答題卡虛線橫畫出該小組設計的電路圖．
（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分別與某電池組連成如圖2所示電路．測得通過R₁和R₂的電流分別為0.30A和0.60A，則該電池組的電動勢為10.0V．（結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據圖象應用歐姆定律判斷元件阻值隨溫度變化的關系，然后確定元件類型．
（2）根據電源電動勢選擇電壓表，根據電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．根據題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出實驗電路．
（3）根據實驗數據，應用歐姆定律求出電源電動勢與內阻

解答 解：（1）電路最大電流約為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{15}{10}$=1.5A，電流表應選B；電源電動勢為15V，電壓表應選D；為方便實驗操作，滑動變阻器應選E；
（2）加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，滑動變阻器應采用分壓接法，由于熱敏電阻的阻值遠小于電壓表內阻，所以電流表應用外接法，電路圖如圖所示：
（3）在閉合電路中，電源電動勢：E=U+Ir，由圖2曲線II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=10V，r=6.67Ω；
故答案為：（1）PTC；（2）B，D，E；（3）10.0

點評 本題考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路、判斷電阻類型、求電源電動勢與內阻；確定滑動變阻器與電流表接法是正確設計實驗電路的關鍵；當實驗要求電壓從零調時，變阻器應采用分壓式接法，變阻器的阻值越小越方便調節(jié)；當待測電阻阻值遠小于電壓表內阻時電流表采用外接法．