- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

广东省三校2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题

某实验小组欲利用热敏电阻设计一款温度报警器，器材有电源 $\text{[math]}$ （电动势为12V，内阻不计），电源 $\text{[math]}$ （电动势为1.5V，内阻不计），电流表A（量程为0.6A，内阻很小），电压表 $\text{[math]}$ （量程为6V，内阻 $\text{[math]}$ ），滑动变阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值为 $\text{[math]}$ ），电阻箱 $\text{[math]}$ ，热敏电阻 $\text{[math]}$ （室温下阻值约为 $\text{[math]}$ ），单刀单掷开关 $\text{[math]}$ ，单刀双掷开关 $\text{[math]}$ 和导线若干。

（1）、根据图甲测量电路，为尽可能准确地测量热敏电阻的阻值，电源应（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），电表1应选（填“电流表A”或“电压表V”）。

（2）、测量热敏电阻的阻值 $\text{[math]}$ 随温度 $\text{[math]}$ 的变化关系。

①依据图甲连接测量电路，将热敏电阻 $\text{[math]}$ 置于温控箱中，将滑动变阻器的滑片置于最左端。

②闭合开关 $\text{[math]}$ ，将单刀双掷开关 $\text{[math]}$ 打到 $\text{[math]}$ 端，调节温控箱的温度，调节滑动变阻器 $\text{[math]}$ 使电表1有适当读数；保持滑动变阻器 $\text{[math]}$ 滑片的位置不变，将单刀双掷开关 $\text{[math]}$ 打到 $\text{[math]}$ 端，调节，使电表1的读数保持不变，记录。

③重复②中的步骤，在坐标纸中描绘热敏电阻的 $\text{[math]}$ 图像，如图乙所示。

（3）、利用该热敏电阻设计一款简易温度报警装置，其电路结构如图丙所示。已知电源的电动势为3V，内阻很小，不计报警器电阻对电路的影响，若报警器的电压高于2V时会报警，要求报警器在温度高于 $\text{[math]}$ 时发出警报，则电阻箱 $\text{[math]}$ 的阻值应该调为 $\text{[math]}$ ，若考虑到电源内阻的影响，则实际报警温度会（填“高于”“低于”或“等于”） $\text{[math]}$ 。

举一反三

李华同学查阅资料：某金属在 $\text{[math]}$ 内电阻值 $\text{[math]}$ 与摄氏温度 $\text{[math]}$ 的关系为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为该金属在0℃时的阻值， $\text{[math]}$ 为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 值。可提供的实验器材有：

A．干电池（电动势约为 $\text{[math]}$ ，内阻不计）

B．定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值为 $\text{[math]}$ ）

C．定值电阻 $\text{[math]}$ 阻值为 $\text{[math]}$ ）

D．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （阻值范围 $\text{[math]}$ ）

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （阻值范围 $\text{[math]}$ ）

F．电流计 $\text{[math]}$ （量程 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）

G．电阻箱 $\text{[math]}$ （最大阻值为 $\text{[math]}$ ）

H．摄氏温度计

I．沸水和冷水各一杯

J．开关两个及导线若干

请回答下列问题：

（1）滑动变阻器应选用{#blank#}1{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），开关 $\text{[math]}$ 闭合前，滑动变阻器的滑片移到{#blank#}2{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）端。

（2）将电阻箱的阻值调为 $\text{[math]}$ ，闭合开关 $\text{[math]}$ ，读出电流计 $\text{[math]}$ 的示数，再闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节电阻箱的阻值，直至闭合 $\text{[math]}$ 前、后电流计 $\text{[math]}$ 的示数没有变化，此时电阻箱的示数为 $\text{[math]}$ ，则电流计 $\text{[math]}$ 的内阻为{#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

（3）利用上述电流计 $\text{[math]}$ 及电路测量该金属的电阻 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 值的步骤如下：

①断开开关 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，将 $\text{[math]}$ 取下换成该金属电阻，并置于沸水中；

②闭合开关 $\text{[math]}$ ，读出电流计 $\text{[math]}$ 的示数；闭合开关 $\text{[math]}$ ，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关 $\text{[math]}$ 前、后电流计 $\text{[math]}$ 的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数 $\text{[math]}$ 和温度 $\text{[math]}$ ；

③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数 $\text{[math]}$ 和温度 $\text{[math]}$ 的多组数据．

（4）以电阻箱的示数 $\text{[math]}$ 为纵轴，温度 $\text{[math]}$ 为横轴，作出图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为{#blank#}4{#/blank#} $\text{[math]}$ ，温度系数为{#blank#}5{#/blank#} $\text{[math]}$ 。（结果用 $\text{[math]}$ 表示）

某同学利用如图（a）所示的电路测量未知电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与电源电动势E和内阻r，R为电阻箱，电流表可视为理想电流表．操作步骤如下：

热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC），PTC的电阻随温度的升高而增大，NTC的电阻随温度的升高而减小。为研究一热敏电阻Rx的伏安特性，实验室可供选择的主要器材如下：

A.电流表A₁（量程15mA，内阻10.0Ω）　

B.电流表A₂（量程0.3A，内阻约0.3Ω）

C.滑动变阻器（0~1000Ω）

D.滑动变阻器（0~20Ω）

E.定值电阻（阻值990.0Ω）

F.定值电阻（阻值90.0Ω）

G.电源E（电动势15V，内阻可忽略）

H.开关一个导线若干

某同学设计了图甲的电路图进行研究，完成下列填空。

(1)为确保实验有较高的精度并方便操作，则滑动变阻器而R₁应选择{#blank#}1{#/blank#}，定值电阻R₂应选择{#blank#}2{#/blank#}（填器材前的字母）。

(2)正确选择R₂后，反复调节滑动变阻器，读出A₁、A₂的示数I₁ ， I₂ ，描绘出I₁-I₂图线，如图乙所示。则该热敏电阻是{#blank#}3{#/blank#}（选填“PTC”或“NTC”）；

(3)当A₁的示数I₁＝10mA时，热敏电阻R_x的阻值为{#blank#}4{#/blank#}Ω（保留两位有效数字）。

色环电阻是电阻封装后在其表面涂上一定颜色的色环，并用色环的颜色来代表电阻的阻值。在家用电器、电子仪表、电子设备中常常可以见到。四环电阻使用规则如下表所示，第一色环表示阻值的最大一位数字，第二色环表示阻值的第二位数字，第三色环代表倍率，第四色环代表误整。

颜色	第一环	第二环	第三环（ $\text{[math]}$ ）	第四环
黑	0	0	10^o
棕	1	1	10¹	$\text{[math]}$
红	2	2	10²	$\text{[math]}$
橙	3	3	10³
黄	4	4	10⁴
绿	5	5	10⁵	$\text{[math]}$
蓝	6	6	10⁶	$\text{[math]}$
紫	7	7		$\text{[math]}$
灰	8	8		$\text{[math]}$
白	9	9
金			0.1	$\text{[math]}$
银			0.01	$\text{[math]}$