Question

14．某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的熱敏電阻的電阻．步驟如下：
（1）用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖1，由圖可知其長(zhǎng)度為52.30mm；
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為4.300mm；

（3）該同學(xué)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律，現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材：
A．熱敏電阻（常溫下約300Ω）
B．溫度計(jì)
C．電流表A₁（60mA，約10Ω）
D．電流表A₂（3A，約0.1Ω）
E．電壓表V（6V，約15kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器R₁（200Ω，0.5A）
G．滑動(dòng)變阻器R₂（5Ω，2A）
H．蓄電池（9V，0.05Ω）
I．開關(guān)一個(gè)，帶夾的導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)要求通過熱敏電阻的電流從零開始增加，電流表應(yīng)選擇A₁，滑動(dòng)變阻器選擇R₂．
②請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路圖，在圖3實(shí)物圖上連線．
③通過實(shí)驗(yàn)，他得到了該熱敏電阻的伏安特性曲線如圖4所示，由圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減�。�

Answer 1

分析 （1）的關(guān)鍵是游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)要分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀，不需要估讀；
（2）螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)，也要分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀，注意“半毫米刻度線”是否露出，需要估讀
（3）的關(guān)鍵是通過估算電路中的最大電流來選擇電流表量程；根據(jù)要求“測(cè)得多組數(shù)據(jù)”可知．變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器方便調(diào)節(jié)．根據(jù)滿足$\frac{{R}_{V}}{Rx}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$可知，電流表應(yīng)用外接法．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為52mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×6mm=0.30mm，所以最終讀數(shù)為52.30mm
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度為4mm，可動(dòng)刻度為0.01×30.0=0.300mm，所以最終讀數(shù)為4.300mm．
（3）①使用量程是6V的電壓表，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的最大電流為：${I}_{max}=\frac{U}{R}=\frac{6}{300}=0.02$A，所以電流表應(yīng)選A₁；
由于測(cè)量的結(jié)果電壓和電流從0開始增加，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器R₂；
②電壓表內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻與待測(cè)電阻的關(guān)系：$\frac{{R}_{V}}{Rx}=\frac{15000}{300}=50$，$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}=\frac{300}{10}=30＜\frac{{R}_{V}}{Rx}$，可知，電流表應(yīng)用外接法，在圖3實(shí)物圖上連線如圖．
③根據(jù)電阻的定義式：$R=\frac{U}{I}$可知，在U-I圖象中，圖線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)．由圖可知，圖線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率隨電壓U的增大而增大，即電阻隨U的增大而減小．
故答案為：（1）52.30；（2）4.300；（3）①A₁，R₂；②如圖；③減小

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)掌握游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法．通過估算電路中的最大電流來選擇電流表的量程；若有“測(cè)得多組數(shù)據(jù)”要求或要求電流從零調(diào)時(shí)，變阻器應(yīng)用分壓式接法，選擇阻值小的變阻器時(shí)方便調(diào)節(jié)；