Question

如图（甲），一热敏电阻R_T放在控温容器M内（容器温度可按需要调节），已知该热敏电阻R_T在0℃时的阻值为550Ω，在95℃时阻值为150Ω．
（1）现要求在升温过程中测量在0℃一95℃之间的多个温度下R_T的阻值，某同学设计的测量电路如图（甲），实验室备有如下器材：
A．A₁为安培表，量程0.6A，内阻约为30Ω；
B．A₂为毫安表，量程30mA，内阻约为10Ω；
C．R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；
D．E为直流电源，电动势为3V，内阻很小；
E．单刀双掷开关一个，导线若干．
该同学应选择的电流表为

 

（填器材前面的选项字母），完成下列实验步骤中的填空
①依照实验原理电路图连线，将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．
②调节控温容器M内的温度，使得温度为10℃
③将单刀双掷开关闭合到

 

端，记录电流表的示数I₀．
④

 

．
⑤记录温度为10℃的R_T的阻值，R_T=

 

．（用④中的测量值表示）
⑥逐步升高温度的数值，直至95℃为止；在每一温度下重复步骤③④⑤
（2）该同学正确测得该电阻在不同温度下的阻值，并画出了如图（乙）所示热敏电阻R_T随温度t变化的图象．该同学还想测定此热敏电阻在某一温度下消耗的功率，实验室内另有一内阻可变电源，该电源的路端电压U随电流I变化的关系如图（丙）所示，该同学将此热敏电阻与这一电源直接相连，将控温箱调至70℃，则该电阻此时消耗的功率为

 

W．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析：如图（甲），一热敏电阻R_T放在控温容器M内，设定温度且开关掷到a端，读出电流表读数，然后开关掷到b端处，调节滑动变阻器，使电流表处于刚才读数．最终能读出热敏电阻的阻值．重复多次，从而画出R-t图象．对于电流表的选择依据是不超过量程，且指针尽可能在中间附近．
当热敏电阻与内阻可变的电源直接相连时，可根据电源的路端电压U随电流I变化的图象与在70℃时热敏电阻的阻值下的伏安特性曲线相交点，从而算出消耗的实际功率．

解答：解：
（1）电源的电动势是3V，最小阻值是R=150Ω．所以最大电流I=

U

R

=

3

150

A=20mA
故选择量程为30mA的A₂毫安表，故答案为 B
   为测出热敏电阻，采用半偏法．即将单刀双掷开关闭合到a端，读出电流表示数为I₀，然后再将单刀双掷开关闭合到b端，调节R，使电流表示数仍为I₀，记录电阻箱的电阻R₀．此时热敏电阻的阻值是R₀ 
  （2）将热敏电阻直接与内阻可变的电源相连，由于温度控制在70℃．所以可从R-t图象得出此时的电阻200Ω
然后在电源的路端电压U随电流I变化的图象中再出热敏电阻的伏安特性曲线，两图象的交点的乘积即为热敏电阻此时的实际消耗的功率P=UI=21×0.106=2.226W   由于结果保留三位有效数字   所以答案为2.23W
故答案为：B； a；将单刀双掷开关闭合到b端，调节R，使电流表示数仍为I₀，记录电阻箱的电阻R₀；R₀
         2.23W

点评：考查选择电表的原则，及半偏法测电阻的方法，同时利用电源的路端电压随电流变化的图象与热敏电阻的伏安特性曲线相交点求实际功率．