Question

【題目】某實驗小組設計了如圖甲的電路，其中RT為熱敏電阻，電壓表量程為3V，內阻RV約10kΩ，電流表量程為0.5A，內阻RA=4.0Ω，R為電阻箱．

（1）該實驗小組首先利用該電路進行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線的實驗．閉合開關，調節電阻箱，記錄不同情況下電壓表示數U1、電流表的示數I和電阻箱的阻值R，在I﹣U坐標系中，將各組U1、I的數值標記在相應位置，描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線，如圖乙中曲線所示．為了完成該實驗，應將導線c端接在（選填“a”或“b”）點；
（2）利用（1）中記錄的數據，通過分析計算可得外電路的電壓U2 ， U2的計算式為；（用U1、I、R和RA表示）
（3）實驗小組利用（2）中的公式，計算出各組的U2 ， 將U2和I的數據也描繪在I﹣U坐標系中，如圖乙中直線所示，根據圖象分析可知，電源的電動勢E=V，內電阻r=Ω；
（4）實驗中，當電阻箱的阻值調到6Ω時，熱敏電阻消耗的電功率P=W．（保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】
（1）a
（2）U2=U1+I（R+RA）
（3）6.0,5.0
（4）0.60
【解析】解：（1）利用伏安法測電阻，由圖象可知熱敏電阻的阻值遠小于電壓表電阻，所以采用電流表外接法；故導線c應接在a點；
（2）根據串并聯電路規律可知：外電壓：U2=U1+I（R+RA）（3）電源兩端的電壓利用歐姆定律可知．利用電源的外特性曲線可知電動勢和內電阻．把電流表、電阻箱、電源作為等效電源，等效電源的電動勢為6.0，內電阻為r= =5.0Ω．（4）等效電源內阻r0=5.0+4.0+6.0=15Ω； 在I﹣U圖象中作等效電源的伏安特性曲線，如圖所示；與熱敏電阻的伏安特性曲線的交點坐標（2.5，0.24）．所以熱敏電阻的電功率為0.60W．

故答案為：（1）a；（2）U2=U1+I（R+RA）；（3）6.0；5.0；（4）0.60．

（1）本題的實驗原理是利用伏安法測電阻，根據大內小外的原則進行判斷。
（2）根據閉合電路歐姆定律以及串并聯電路規律列式求解。
（3）根據電源外特性曲線物理意義，可以直接求出電源電動勢和內電阻。
（4）伏安特性曲線和電源外特性曲線的交點，代表用電器接入電路中實際工作的電壓和電流。據此可以求解。