Question

（2011?廈門(mén)模擬）（1）在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩；先后兩次拉伸橡皮條，一次是用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)兩細(xì)繩互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條．
①實(shí)驗(yàn)操作中，下列說(shuō)法正確的是

AB

．
A．彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)貼近木板且與木板平行；
B．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些；
C．拉力F₁和F₂的夾角越大越好；
D．先將其中一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)．
②實(shí)驗(yàn)中，要求先后兩次力的作用效果相同，指的是

D

．
A．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力F₁和F₂的大小之和等于一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小；
B．橡皮條沿同一方向伸長(zhǎng)；
C．橡皮條伸長(zhǎng)到同一長(zhǎng)度；
D．橡皮條沿同一方向伸長(zhǎng)到同一長(zhǎng)度．
（2）熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)電阻器（NTC）．正溫度系數(shù)電阻器（PTC）在溫度升高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)電阻器（NTC）在溫度升高時(shí)電阻值越小，熱敏電阻的這種特性，常常應(yīng)用在控制電路中．某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材探究通過(guò)熱敏電阻R_x（常溫下阻值約為10.0Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點(diǎn)．
A．電流表A₁（量程100mA，內(nèi)阻約1Ω）  
B．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）
C．電壓表V₁（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）   
D．電壓表V₂（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為10Ω）      
F．滑動(dòng)變阻器R′（最大阻值為500Ω）
G．電源E（電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻忽略）      
H．電鍵、導(dǎo)線(xiàn)若干
①實(shí)驗(yàn)中改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開(kāi)始逐漸增大，請(qǐng)?jiān)谒�提供的器材中選擇必需的器材，應(yīng)選擇的器材為電流表

B

；電壓表

D

；滑動(dòng)變阻器

E

．（只需填寫(xiě)器材前面的字母即可）
②請(qǐng)?jiān)谒�提供的器材中選擇必需的器材，在如圖1所示的虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出該小組設(shè)計(jì)的電路圖．

③該小組測(cè)出熱敏電阻R₁的U一I圖線(xiàn)如圖2曲線(xiàn)Ⅰ所示．請(qǐng)分析說(shuō)明該熱敏電阻是

PTC

熱敏電阻（填PTC或NTC）．
④該小組又通過(guò)查閱資料得出了熱敏電阻R₂的U一I圖線(xiàn)如圖2曲線(xiàn)Ⅱ所示．然后又將熱敏電阻R₁、R₂分別與電池組連成如圖3所示電路．測(cè)得通過(guò)R₁和R₂的電流分別為0.30A和0.60A，則電池組的電動(dòng)勢(shì)為

10

V，內(nèi)阻為

6.7

Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）本實(shí)驗(yàn)采用“等效法”，即要求兩次拉橡皮筋的效果相同，對(duì)于兩彈簧拉力大小以及夾角大小沒(méi)有具體要求，只要便于作圖以及減小誤差即可；因此在實(shí)驗(yàn)中盡量減小力的測(cè)量及作圖中出現(xiàn)的誤差；
（2）①根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路電流選擇電流表，在保證安全的前提下，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
②電壓與電流從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，根據(jù)電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表的接法，作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
③由圖象根據(jù)歐姆定律判斷元件電阻隨電壓（溫度）如何變化，然后確定元件類(lèi)型．
④由圖象求出電流所對(duì)應(yīng)的電壓，然后由閉合電路的歐姆定律列方程，求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答：解：（1）①A、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)貼近木板且與木板平行．故A正確．
B、拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些，可以減小測(cè)量的誤差．故B正確．
C、拉力F₁和F₂的夾角不是越大越好，適當(dāng)大一些即行．故C錯(cuò)誤．
D、實(shí)驗(yàn)中，彈簧的讀數(shù)大小適當(dāng)，便于做平行四邊形即可，并非要求一定達(dá)到最大量程．故D錯(cuò)誤．故選AB．
②該實(shí)驗(yàn)采用了“等效替代”的原理，即合力與分力的關(guān)系是等效的，要求兩次拉橡皮筋時(shí)的形變量和方向是等效的．
則橡皮筋沿同一方向拉長(zhǎng)到同一長(zhǎng)度．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．故選D．
（2）①電源電動(dòng)勢(shì)為15V，電壓表應(yīng)選D、電壓表V₂（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ），常溫下電阻為10Ω，電路最大電流可達(dá)1.5A，
則電流表應(yīng)選擇量程大的，因此電流表應(yīng)選：B、電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）；兩滑動(dòng)變阻器都能保證電路安全，
為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選：E、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為10Ω）．
②電壓與電流從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法；

R

RA

=

10Ω

0.3Ω

≈33.3，

RV

R

=

10000Ω

10Ω

=1000，

RV

R

＞

R

RA

，
則電流表應(yīng)采用外界法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
③測(cè)出熱敏電阻R₁的U一I圖線(xiàn)如圖2曲線(xiàn)Ⅰ所示，由圖2Ⅰ所示圖線(xiàn)可知，隨電壓增大，通過(guò)元件的電流增大，
它的實(shí)際功率P=UI增大，溫度升高，根據(jù)圖線(xiàn)由歐姆定律得，隨溫度升高（電壓變大）元件的電阻變大，則該熱敏電阻是PTC熱敏電阻．
④由圖2所示圖象可知，電流為I₁=0.30A時(shí)，U₁=8V，I₂=0.60A時(shí)，U₂=6V，
設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，由閉合電路歐姆定律得，E=Ir+U，
則E=0.30×r+8，E=0.60×r+6，
解得：E=10V（9.6～10.4V均正確），r≈6.7Ω（6～8Ω均正確），
故答案為：（1）①AB；②D；（2）①B；D；E；②如圖所示；③PTC④10；6.7．

點(diǎn)評(píng)：（1）主要考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則的誤差分析及數(shù)據(jù)的處理，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)的處理方法去思考減少實(shí)驗(yàn)誤差的方法；熟練應(yīng)用平行四邊形定則解決有關(guān)問(wèn)題．
（2）確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵．