Question

【题目】某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材：

热敏电阻Rt （常温下约8 kΩ）、温度计、电流表A（量程1 mA，内阻约200 Ω）、电压表V（量程3 V，内阻约10 kΩ）、电池组E（电动势为4．5 V，内阻约1 Ω）、滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）、开关S、导线若干、烧杯和水。

（1）根据实验所提供的器材，设计实验电路，画在图1所示的方框中。

（2）图2是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请根据你所设计的实验电路，补充完成实物间的连线。

（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头P应置于 端（填“a”或“b”）。

（4）利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的Rt－t图象如图3中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异。除了偶然误差外，关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法，下列叙述正确的是 。

A．电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大

B．电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小

C．温度升高到一定值后，电流表宜采用外接法

D．温度升高到一定值后，电流表宜采用内接法

（5）将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式I2R＝k（t－t0）（其中k是散热系数，t是电阻的温度，t0是周围环境温度，I为电流强度），电阻的温度稳定在某一值。若通过它的电流恒为50 mA，t0＝20°C，k＝0．25 W/°C，由实测曲线可知该电阻的温度稳定在 °C。

Answer 1

【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）a；（4）AC；（5）46~49。

【解析】

试题分析：（1）实验器材中的滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）、热敏电阻Rt （常温下约8 kΩ），滑动变阻器电阻远小于待测电阻。如果采用限流电路，调节滑动变阻器对电路中的电流、电压影响很小，不符合实验要求。所以采用分压接法。电流表A（内阻约200 Ω）、电压表V（内阻约10 kΩ），根据R/RA> RV/R，可见电流表对测量电阻的影响较小，所以采用内接法。实验电路图如图所示。

（2）补充完成实物间的连线，如图所示

（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头P应置于a端，使待测电阻两端的电压为零，起到保护电路的作用。

（4）电流表内接法会产生实验误差，由于电流表的分压，测量得到的R1两端电压比实际电压偏大，所以计算得到的电阻R1偏大。另外，热敏电阻随着温度的升高，电阻值逐渐减小。当R1较小时，R/RA< RV/R，这时采用外接法电路测量得到的R1的误差较小。所以AC选项正确。

（5）当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式I2R＝k（t－t0），将已知电流恒为50 mA，t0＝20°C，k＝0．25 W/°C带入可得：R = （100Ω/°C）t - 2000Ω，在图3中画出R = （100Ω/°C）t - 2000Ω的函数直线。直线与曲线的交点即是所求的温度，该电阻的温度稳定在46 ~49°C。