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(2025·浙江1月·T14 -Ⅲ)某同学研究半导体热敏电阻(其室温电阻约为几百欧姆)Rt的阻值随温度变化规律,设计了如图所示电路。器材有:电源E(4.5 V,0.5 Ω),电压表(3 V,50 kΩ)①,滑动变阻器R(A:“0~10 Ω”或B:“0~100 Ω”),电阻箱R1(0~99 999.9 Ω)②,开关、导线若干。
(1)要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变③,滑动变阻器选 (选填“A”或“B”)。
(2)正确连线,实验操作如下:
①滑动变阻器滑片P移到最左端,电阻箱调至合适阻值,合上开关S1;
②开关S2切换到a,调节滑片P使电压表示数为U0=2.50 V;再将开关S2切换到b,电阻箱调至R1=200.0 Ω,记录电压表示数U1=1.40 V、调温箱温度t1=20 ℃。则温度t1下Rt= Ω④(保留三位有效数字);
③保持R1、滑片P位置和开关S2状态不变,升高调温箱温度,记录调温箱温度和相应电压表示数,得到不同温度下Rt的阻值。
(3)请根据题中给定的电路且滑片P位置保持不变,给出另一种测量电阻Rt的简要方案。
答案:(1)A (2)②157 (3)见解析
解析:(1)要使得cd两端电压U0在实验中基本不变,则滑动变阻器应该选择阻值较小的A。
(2)②由电路可知Rt==Ω≈157 Ω。
(3)题中滑片P位置保持不变,则电阻箱R1与热敏电阻Rt两端电压之和基本保持不变,将电阻箱R1调至0,先让S2接a,读出电压表的读数U,然后让S2接b,调节电阻箱R1使电压表的读数为,读出此时电阻箱R1的示数R10,则热敏电阻Rt的阻值为R10。
①内阻已知的电压表,首先可以当电压表使用,其次可以当电阻使用,还可以当电流表使用,本题中由于电压表的内阻很大,可以忽略其分流大小。
②电阻箱可以直接读出其连入电路的阻值,再结合电压表的读数可以计算其电流大小。
③由于滑动变阻器采用了分压式接法,要使cd两端电压U0在实验过程中基本不变,滑动变阻器应该选择总电阻较小的。
④根据电路结构及已知条件,利用差值法计算电阻Rt的大小:Rt=。
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