热点16 电学创新实验
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1．利用如图所示的电路可以较为准确地测量未知电源的电动势．图中Ex为待测电源，ES为标准电源(ES的电动势已准确测出)，E为工作电源，为电路提供电流．G为零刻度在中央的灵敏电流计，AB为一根粗细均匀的电阻丝，C、D为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动．与电阻丝AB平行放置的还有一把刻度尺(刻度尺未画出)，可以测出C、D之间的长度．实验步骤如下：
(1)按图连接好电路，将K1处于断开状态，K2处于两个触点都不接的状态．
(2)先闭合K1，调整RP至合适位置．
(3)将K2置于1位置，调整C、D触点的位置，使电流计指针指向零刻度，记下____________________．
(4)将K2置于2位置，重新调整C、D位置，使____________________，并记下________________．
(5)断开K1，计算待测电源的电动势的表达式为Ex＝______.
解析 (3)由题意知应记下C、D间的长度L1.
(4)应重新调整C、D位置，使电流计指针指向零刻度并记下此时C、D间的长度L2.
(5)根据电阻定律有R1＝ρ，R2＝ρ，
由电路特点可得I＝＝，
联立可得＝，Ex＝ES.
答案 (3)C、D间的长度L1 (4)电流计指针指向零刻度 C、D间的长度L2 (5)ES
2．(2019·陕西咸阳模拟)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增大，负温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小，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10.0 Ω)的电流随其两端电压变化的特点．
A．电流表A1(量程0～100 mA，内阻约1 Ω)
B．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.3 Ω)
C．电压表V1(量程0～3.0 V，内阻约3 kΩ)
D．电压表V2(量程0～15.0 V，内阻约10 kΩ)
E．滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω)
F．滑动变阻器R′(最大阻值为500 Ω)
G．电源E(电动势15 V，内阻可忽略)
H．开关、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UI图线如图甲中曲线Ⅰ所示．请分析说明该热敏电阻是________．(选填“PTC”或“NTC”)
(4)该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的UI图线如图甲中曲线Ⅱ所示．然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池连成如图乙所示电路，测得通过R1和R2的电流分别为0.30 A和0.60 A, 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)
解析 (1)由于实验要求电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法，变阻器应选择阻值较小的E以方便调节；根据电源电动势为15 V可知电压表应选D；常温下当I＝0.6 A时U＝IR＝6 V<15 V，由此可见，为了得到多组数据，电流表应选B．
(2)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，又变阻器采用分压式接法，电路图如图所示．
(3)根据U＝RI，可知图象上的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值大小，从图线Ⅰ可知线上各点与原点连线的斜率逐渐增大，所以电阻随电压(温度)的增大而增大，即该电阻是正温度系数电阻器，所以该热敏电阻是PTC．
