(9分)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,负责温度系数电阻器(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Rx(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 ;电压表 ;滑动变阻器 。(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—I图线如曲线I所示。请分析说明该热敏电阻是 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—I图线如曲线II所示。然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成如图所示电路。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 V,内阻为 Ω。(结果均保留三位有效数字)
①B D E ②如图所示 ③PTC ④9.6—10.4V,6.0—8.0Ω
解析试题分析:(1)由于要求电压从零开始变化,所以滑动变阻器采用分压接法,滑动变阻器选E;由于电源电压为15V,电压表选取D;由于不知道通过两种热敏电阻的最大电流,所以选取最大量程的电流表B
(2)滑动变阻器采取分压接法,电路图如图所示
(3)由图像可知曲线I 表示的电阻随着电压的增大阻值增大,即随着温度的增大阻值增大,所以是正温度系数电阻PTC
(3)对于电阻R1,I1=0.3A,U1=8V;对于电阻R2,I2=0.6A,U2=6V,代入联立解得E=10V,r=6.67Ω.
考点:伏安特性曲线;测量电源的电动势和内阻.
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
(12分)某同学要测量一圆柱体导体材料的电阻率,部分实验步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径如图所示,可知其直径为______mm;
(2)使用多用电表粗略测量出此圆柱体的阻值时,选择开关位置时×1档位时,操作步骤正确,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值约为_____Ω;
(3)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
电流表A(量程为300mA,内阻为2Ω)电流表(量程为150mA,内阻约为10Ω)
电压表(量程1V,内阻为1000Ω) 电压表(量程15V,内阻为3000Ω)
定值电阻(阻值为1000Ω) 滑动变阻器(最大阻值5Ω)
电源(电动势约为4,内阻约为1Ω) 开关、导线若干.
现设计实验电路图所示,其中虚线框内为测量电路(未画出)
①为了使测量尽量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,电压表应选_______(“填或”),电流表应选_______(填“或”)
②实验测得,电压表示数为,电流表示数为,则待测阻值的阻值___________.
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(7分)为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设计了如图甲所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:
A小车 B钩码 C一端带滑轮的木板 D细线 E.电火花计时器 F.纸带
G.毫米刻度尺 H.低压交流电源 I.220V的交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是 (填写器材序号),还应补充的器材是 .
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、、、、、,打点周期为T.则打点2时小车的速度= ;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用、表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为 .
(3)在实验数据处理时,如果以为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出图象,其图线的斜率表示的物理量的表达式为___________.
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在“探究小车速度随时间变化的规律”时,某同学得到如图的一条纸带,标有0、1、2、3、4、5、6等计数点,各计数点间还有四个打点在图中被覆盖,测得各相邻计数点间距S1=5.18cm,S2=4.40cm,S3=3.62cm,S4=2.84cm,S5=2.06cm,S6=1.28cm.
(1)相邻两记数点间的时间间隔为_______s;
(2)物体的加速度大小a=________ m/s2;
(3)打点计时器打下记数点3时,物体的速度大小v3=_______ m/s.
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某同学利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律:
(1)该同学开始实验时情形如图所示,接通电源释放纸带。请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
① ;② 。
(2)该同学经修改错误并正确操作, 让质量为1kg的重锤下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源,纸带打点如下图所示.
纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点(O、A间有点未画出),选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O点距离如图所示,单位为mm,重力加速度为9.8m/s2,则:(结果保留三位有效数字)
根据纸带,打点计时器打下B点时,重锤速度vB= ,重锤动能EkB= 从开始下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能减少量为 .由此可以得到的实验结论是: .
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(9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U、频率为f=50Hz的交流电源上,在实验中得到一条理想纸带,如图所示.选取纸带上打出的连续5个点A,B,C,D,E,测出A点距起始点O的距离为x0 =4.70cm,点A、C间的距离为x1=4.51cm,点C、E间的距离x2="6.02" cm已知重物的质量为m=l.00kg,当地的重力加速度为g= 9.80 m/s2,则
(1)从打下起始点O到打下C点的过程中,重物重力势能的减少量△EP= ,重物动能的增加量
ΔEk .
(2)根据题中提供的条件,还可求出重物实际下落的加速度a= .
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(9分)(1)如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r =0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应该是( )(填“红”或“黑”)色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx= kΩ。若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,用正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较( )。(填“变大”、“变 小”或“不变”)
⑵ 测量电阻器的电阻时,有下列器材可供选择
A.待测电阻器Rx(阻值约为5Ω) B.电流表A1(量程3mA,内阻r1=10Ω)
C.电流表A2(量程0.6A,内阻r2约为1Ω) D.电压表V(量程6V,内阻约3KΩ)
E.定值电阻R1=990Ω F.定值电阻R2=9990Ω
G.滑线变阻器R(最大阻值为3Ω,额定电流为1.0 A) H.电源(电动势3V,内阻约为1Ω)
I.导线、电键
① 为尽可能精确测量电阻值,请将设计电路图填在方框中
② 不选择的器材有:
③ 计算Rx的表达式 (用电表的读数和定值电阻的阻值表示)
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(6分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为 cm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为 mm;
(3)用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为 Ω。
图甲 图乙 图丙
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某同学对有故障的电热毯进行探究.如图甲是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接.如图乙为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表.
(1)请在下面画出与图乙对应的电路图.
(2)断开K1,用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的U-I曲线如图丙所示.已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7 Ω·m,电热线的直径为0.200 mm.可求得此电热线的电阻为________kΩ,总长度为________m.(结果均保留两位有效数字)
(3)为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对如图中甲所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路,位置在________之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项).
测试点 | 3和3′ | 1和1′ | 1和3 | 1和2′ | 2′和3′ | |
电表指针有无偏转 | 电压表 | 有 | 有 | 无 | 有 | 无 |
电流表 | 无 | 有 | 有 | 无 | 有 |
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