Question

（2011?厦门模拟）（1）在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；先后两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．
①实验操作中，下列说法正确的是

AB

．
A．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行；
B．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些；
C．拉力F₁和F₂的夹角越大越好；
D．先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点．
②实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是

D

．
A．用两个弹簧测力计拉力F₁和F₂的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小；
B．橡皮条沿同一方向伸长；
C．橡皮条伸长到同一长度；
D．橡皮条沿同一方向伸长到同一长度．
（2）热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）．正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值越大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值越小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中．某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻R_x（常温下阻值约为10.0Ω）的电流随其两端电压变化的特点．
A．电流表A₁（量程100mA，内阻约1Ω）  
B．电流表A₂（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
C．电压表V₁（量程3.0V，内阻约3kΩ）   
D．电压表V₂（量程15.0V，内阻约10kΩ）
E．滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）      
F．滑动变阻器R′（最大阻值为500Ω）
G．电源E（电动势15V，内阻忽略）      
H．电键、导线若干
①实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的器材为电流表

B

；电压表

D

；滑动变阻器

E

．（只需填写器材前面的字母即可）
②请在所提供的器材中选择必需的器材，在如图1所示的虚线框内画出该小组设计的电路图．

③该小组测出热敏电阻R₁的U一I图线如图2曲线Ⅰ所示．请分析说明该热敏电阻是

PTC

热敏电阻（填PTC或NTC）．
④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R₂的U一I图线如图2曲线Ⅱ所示．然后又将热敏电阻R₁、R₂分别与电池组连成如图3所示电路．测得通过R₁和R₂的电流分别为0.30A和0.60A，则电池组的电动势为

10

V，内阻为

6.7

Ω（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）本实验采用“等效法”，即要求两次拉橡皮筋的效果相同，对于两弹簧拉力大小以及夹角大小没有具体要求，只要便于作图以及减小误差即可；因此在实验中尽量减小力的测量及作图中出现的误差；
（2）①根据电源电动势选择电压表，根据电路电流选择电流表，在保证安全的前提下，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
②电压与电流从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，根据电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图．
③由图象根据欧姆定律判断元件电阻随电压（温度）如何变化，然后确定元件类型．
④由图象求出电流所对应的电压，然后由闭合电路的欧姆定律列方程，求出电源电动势与内阻．

解答：解：（1）①A、弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行．故A正确．
B、拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，可以减小测量的误差．故B正确．
C、拉力F₁和F₂的夹角不是越大越好，适当大一些即行．故C错误．
D、实验中，弹簧的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非要求一定达到最大量程．故D错误．故选AB．
②该实验采用了“等效替代”的原理，即合力与分力的关系是等效的，要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的．
则橡皮筋沿同一方向拉长到同一长度．故D正确，A、B、C错误．故选D．
（2）①电源电动势为15V，电压表应选D、电压表V₂（量程15.0V，内阻约10kΩ），常温下电阻为10Ω，电路最大电流可达1.5A，
则电流表应选择量程大的，因此电流表应选：B、电流表A₂（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；两滑动变阻器都能保证电路安全，
为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选：E、滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）．
②电压与电流从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法；

R

RA

=

10Ω

0.3Ω

≈33.3，

RV

R

=

10000Ω

10Ω

=1000，

RV

R

＞

R

RA

，
则电流表应采用外界法，实验电路图如图所示．
③测出热敏电阻R₁的U一I图线如图2曲线Ⅰ所示，由图2Ⅰ所示图线可知，随电压增大，通过元件的电流增大，
它的实际功率P=UI增大，温度升高，根据图线由欧姆定律得，随温度升高（电压变大）元件的电阻变大，则该热敏电阻是PTC热敏电阻．
④由图2所示图象可知，电流为I₁=0.30A时，U₁=8V，I₂=0.60A时，U₂=6V，
设电源电动势为E，内阻为r，由闭合电路欧姆定律得，E=Ir+U，
则E=0.30×r+8，E=0.60×r+6，
解得：E=10V（9.6～10.4V均正确），r≈6.7Ω（6～8Ω均正确），
故答案为：（1）①AB；②D；（2）①B；D；E；②如图所示；③PTC④10；6.7．

点评：（1）主要考查验证力的平行四边形定则的误差分析及数据的处理，应通过实验原理及数据的处理方法去思考减少实验误差的方法；熟练应用平行四边形定则解决有关问题．
（2）确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键．