通常金屬絲的電阻會隨溫度的變化而變化,某研究小組有A、B兩根金屬絲,他們想用這兩根金屬絲制成一個阻值不隨溫度(在0~50℃范圍內)變化的電阻.首先他們要測得這兩根金屬絲的電阻分別隨溫度變化的情況.
(1)他們準備采用如圖所示的器材與裝置測定金屬絲A在不同溫度下的電阻,如果接線、器材及其量程的選取等操作已完成,且無問題,則滑動變阻器的作用是
限流
限流
(填“分壓”或“限流”);閉合開關前滑動變阻器的滑動觸頭應置于
右端
右端
(填“左端”或“右端”),在實驗過程中用酒精燈給燒杯加熱改變溫度,實驗中電壓表與電流表的讀數(shù)比值比金屬絲A的阻值
偏小
偏小
(填“偏大”或“偏小”).
(2)測得這兩根金屬絲的電阻隨溫度t變化的情況如下表:
溫度(t) 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃
金屬絲A的
阻值(Ω)
4.00 3.70 3.40 3.10 2.80 2.50
金屬絲B的
阻值(Ω)
1.00×102 1.06×102 1.12×102 1.18×102 1.24×102 1.30×102
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù),可以得出金屬絲B的電阻RB與溫度t的關系式為RB=
1.0×102+0.6t
1.0×102+0.6t

(3)利用這兩根金屬絲(可以截取金屬絲的一部分或使用金屬絲的全部)制成一個阻值最大但不隨溫度變化的電阻,則該電阻的阻值Rm=
9
9
Ω.
分析:(1)滑動變阻器采用一上一下式接法,是限流式接法;電流表外接法,電壓表的分流作用使電流測量值偏大,根據(jù)歐姆定律判斷電阻R的誤差情況;
(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),得到金屬絲A、B的阻值與溫度的關系式;
(3)可以用兩個金屬絲串聯(lián),使的A電阻的減小等于B電阻的增加.
解答:解:(1)滑動變阻器采用一上一下式接法,起限流作用;
閉合開關前滑動變阻器的阻值應該最大,故滑動變阻器的滑動觸頭應置于最右端;
電流表采用外接法,故電壓表的分流作用使電流測量值偏大,根據(jù)歐姆定律,電阻R的測量值偏小;
(2)電阻A,溫度每升高10攝氏度,電阻減小0.3歐姆,故金屬絲A的電阻RA與溫度t的關系式為:
RA=4-0.03t
電阻B,溫度每升高10攝氏度,電阻升高6歐姆,故金屬絲B的電阻RB與溫度t的關系式為:
RB=100+0.6t
(3)要制成一個阻值最大但不隨溫度變化的電阻,可以用兩個金屬絲串聯(lián),使的A電阻的減小等于B電阻的增加,故取A的全部、B的
1
20
串聯(lián),總電阻為:R=RA+
1
20
RB
=(4-0.03t)+
1
20
×
(100+0.6t)=9Ω;
故答案為:
(1)限流,右端,偏;
(2)RB=1.0×102+0.6t
(3)9.
點評:本題第一問關鍵關鍵明確實驗原理和系統(tǒng)誤差的來源;第二問關鍵根據(jù)表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律;第三問是設計性問題,關鍵是消去表達式中含時間t的項.
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