Question

14．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．某实验小组欲探究通过热敏电阻R₁（常温下阻值约为10.0Ω）的电流随其两端电压变化的特点，
现提供下列器材：
A．电流表A₁（量程100mA，内阻约1Ω）
B．电流表A₂（量程1.0A，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10.0V，内阻约10kΩ）
E．滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）
F．电源E（电动热15V，内阻忽略）
G..开关，导线若干

（1）该小组测出热敏电阻R₁的U-I图线如1图曲线I所示，该热敏电阻是PTC热敏电阻（填PTC或NTC）
（2）请在所提供的器材中选择必需的器材，电流表应选B，电压表应选D（填写器材前面的字母）；并在答题卡虚线横画出该小组设计的电路图．
（3）该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R₂的U-I图线如曲线II所示．然后将热敏电阻R₁、R₂分别与某电池组连成如图2所示电路．测得通过R₁和R₂的电流分别为0.30A和0.60A，则该电池组的电动势为10.0V．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据图象应用欧姆定律判断元件阻值随温度变化的关系，然后确定元件类型．
（2）根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路．
（3）根据实验数据，应用欧姆定律求出电源电动势与内阻

解答 解：（1）电路最大电流约为：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{15}{10}$=1.5A，电流表应选B；电源电动势为15V，电压表应选D；为方便实验操作，滑动变阻器应选E；
（2）加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，滑动变阻器应采用分压接法，由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示：
（3）在闭合电路中，电源电动势：E=U+Ir，由图2曲线II所示可知，电流为0.3A时，电阻R₁两端电压为8V，电流为0.60A时，电阻R₂两端电压为6.0V，
则：E=8+0.3r，E=6+0.6r，
解得：E=10V，r=6.67Ω；
故答案为：（1）PTC；（2）B，D，E；（3）10.0

点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路、判断电阻类型、求电源电动势与内阻；确定滑动变阻器与电流表接法是正确设计实验电路的关键；当实验要求电压从零调时，变阻器应采用分压式接法，变阻器的阻值越小越方便调节；当待测电阻阻值远小于电压表内阻时电流表采用外接法．