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专题10 滑动变阻器的分压式接法-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集
1.由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统,要求热敏电阻温度升高至50℃时,系统开始自动报警。所用器材有:
直流电源E(36V,内阻不计);
电流表(量程250mA,内阻约0.1);
电压表(量程50V,内阻约1);
热敏电阻RT;
报警器(内阻很小,流过的电流超过10mA时就会报警,超过30mA时就会损伤);
滑动变阻器R1(最大阻值4000);
电阻箱R2(最大阻值9999.9);
单刀单掷开关S1;
单刀双掷开关S2;
导线若干。
(1)用图(a)所示电路测量热敏电阻RT的阻值。当温度为27℃时,电压表读数为30.0V,电流表读数为15.0mA;当温度为50℃时,调节R1,使电压表读数仍为30.0V,电流表指针位置如图(b)所示。温度为50℃时,热敏电阻的阻值为___________。从实验原理上看,该方法测得的阻值比真实值略微___________(填“偏大”或“偏小”)。如果热敏电阻阻值随温度升高而变大,则其为正温度系数热敏电阻,反之为负温度系数热敏电阻。基于以上实验数据可知,该热敏电阻RT为___________(填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。
(2)某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统,实物图连线如图(c)所示,其中有一个器件的导线连接有误,该器件为___________(填器件名称)。正确连接后,先使用电阻箱R2进行调试,其阻值设置为___________,滑动变阻器R1阻值从最大逐渐减小,直至报警器开始报警,此时滑动变阻器R1连入电路的阻值为___________。调试完毕后,再利用单刀双掷开关S2的选择性开关功能,把热敏电阻RT接入电路,可方便实现调试系统和工作系统的切换。
2.某物理兴趣小组的同学要测定某电阻Rx的阻值,通过讨论,决定采用下列方法来测定。
(1)方法一:用多用电表测量
首先,选用欧姆表“×1”挡进行粗测,正确操作后,表盘指针如图1所示,则该电阻的测量值为Rx=______Ω。
(2)方法二:用伏安法测量
所用的部分器材:电压表V(0~3 V,内阻约3 kΩ);电流表A(0~0.6 A,内阻约2 Ω)。分析下列问题。
①他们设置了如图2、图3所示的两种电路图,为减小实验误差应选用______(填“图2”或“图3”)作为测量电路;
②请根据他们所选的电路将图4所示的实物图连接好;(______)
③他们选择了正确的电路后,通过测量,根据得到的实验数据作出了如图5所示的U-I图象,根据图象,可得 Rx=___________Ω。
(3)方法三:等效替代法
某同学设计了如图6所示的测量电路,实验步骤如下所示:
A.按图6连接好实验电路。
B.保持开关S2断开,将开关S1闭合,然后调节电阻箱R和滑动变阻器R′。待电路稳定后电阻箱读数R1如图7所示,记下此时电压表的示数。
C.闭合开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,然后调节电阻箱的电阻,使电压表的读数与步骤B中的示数相同,此时电阻箱的读数R2=26 Ω。
①在步骤B中电阻箱的读数为R1=___________Ω;
②由以上实验测得电阻Rx的阻值为Rx=___________Ω。
3.(1)为了测量某一电阻的阻值,甲同学分别用图所示的(a)、(b)两种电路进行测量。图(a)中两表的示数分别为3V、4,图(b)中两表的示数分别为4V、3.9,则待测电阻的真实值为______。
A.略小于1 B.略小于750Ω C.略大于1 D.略大于750Ω
(2)为了更准确的测出电阻的值,乙同学设计了如图所示的电路图,图中是保护电阻,是电阻箱,R是滑动变阻器,和是电流表,E是电源。实验具体步骤如下:
①连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
②闭合S,调节电阻箱和滑动变阻器R,使表的示数为一适当值,记下此时电阻箱的阻值和表的示数;
③保持的值不变,重复调节电阻箱和滑动变阻器R,得到多组阻值和表的示数,并画出与的关系图像如图所示。
(3)已知图像的斜率为k,纵截距为b,则_______;电流表的内阻______________。(用、b、、k表示)
(4)由于电流表的内阻也不能忽略,用这种方法得到的电阻的测量值与真实值相比较,_____(选填“>”、“<”或“=”)。
4.用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材:
电池组E:电动势3 V,内阻不计;
电流表A1:量程0~15 mA,内阻约为100 Ω;
电流表A2:量程0~300 μA,内阻为1 000 Ω;
滑动变阻器R1:阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A;
电阻箱R2:阻值范围0~9 99