Question

2．某同学要测量一均匀新材料制成的热敏电阻的电阻，该同学准备设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律，现有以下实验器材：
A．热敏电阻（常温下约300Ω）
B．温度计
C．电流表A₁（60mA，约10Ω）
D．电流表A₂（3A，约0.1Ω）
E．电压表V（6V，约15kΩ）
F．滑动变阻器R₁（200Ω，0.5A）
G．滑动变阻器R₂（5Ω，2A）
H．蓄电池（9V，0.05Ω）
I．开关一个，带夹的导线若干

①实验要求通过热敏电阻的电流从零开始增加，电流表应选择C，滑动变阻器选择G．
②请在图1方框内设计电路图，并在图2实物图上连线．
③通过实验，他得到了该热敏电阻的伏安特性曲线如图3所示，由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．

Answer 1

分析 关键是通过估算电路中的最大电流来选择电流表量程；根据要求“测得多组数据”可知．变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器方便调节．根据满足$\frac{{R}_{V}}{Rx}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$可知，电流表应用外接法．

解答 解：①使用量程是6V的电压表，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流为：${I}_{max}=\frac{U}{R}=\frac{6}{300}=0.02$A，所以电流表应选C；
由于测量的结果电压和电流从0开始增加，所以变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R₂（G）；
②电压表内阻、电流表内阻与待测电阻的关系：$\frac{{R}_{V}}{Rx}=\frac{15000}{300}=50$，$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}=\frac{300}{10}=30＜\frac{{R}_{V}}{Rx}$，可知，电流表应用外接法，原理图如图；在实物图上连线如图．
③根据电阻的定义式：$R=\frac{U}{I}$可知，在U-I图象中，图线上的点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数．由图可知，图线上的点与坐标原点的连线的斜率随电压U的增大而增大，即电阻随U的增大而减小．
故答案为：①C，G；②如图所示；③减小

点评 对于电学实验若有“测得多组数据”要求或要求电流从零调时，变阻器应用分压式接法，选择阻值小的变阻器时方便调节；