Question

某实验小组设计了如图甲的电路，其中R_T为热敏电阻，电压表量程为3V，内阻R_V约10kΩ，电流表量程为0.5A，内阻R_A＝4.0Ω，R为电阻箱.

      

(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验.闭合开关，调节电阻箱，记录不同情况下电压表示数U₁、电流表的示数I和电阻箱的阻值R，在I－U坐标系中，将各组U₁、I的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线，如图乙中曲线所示.为了完成该实验，应将导线c端接在________(选填“a”或“b”)点；

(2)利用(1)中记录的数据，通过分析计算可得外电路的电压U₂，U₂的计算式为_____________；(用U₁、I、R和R_A表示)

(3)实验小组利用(2)中的公式，计算出各组的U₂，将U₂和I的数据也描绘在I－U坐标系中，如图乙中直线所示，根据图象分析可知，电源的电动势E＝________V，内电阻r＝______Ω；

(4)实验中，当电阻箱的阻值调到8.5Ω时，热敏电阻消耗的电功率P＝________W.(保留两位有效数字)

Answer

(1)a (2)U2＝U1＋I(R＋RA) (3)6.0 5.0（4.8-5.2均可） (4)0.48（0.47-0.49均可）

【解析】（1）利用伏安法测电阻，由图象可知热敏电阻的阻值远小于电压表电阻，所以采用电流表外接法；故导线c应接在a点；
（2）路端电压U2等于外部各部分上的电压之和；则根据串并联电路规律可知外电压：
U2=U1+I（R+RA）
（3）直线与U轴的交点为电动势，直线斜率的倒数为内阻；由图像可知电源的电动势为6.0，内电阻为r==5.0Ω．
（4）等效电源内阻r0=4.0+5+8.5=17.5Ω； 在I-U图象中作等效电源的伏安特性曲线，如图所示；与热敏电阻的伏安特性曲线的交点坐标（2.4，0.2）．所以热敏电阻的电功率为P=2.4×0.2=0.48W；

点睛：本题考查描述伏安特性曲线的实验，要注意本实验中要明确测量小电阻时电流表外接，测量较大电阻时采用电流表外接；并注意在实验中应用所学过的物理规律求解功率及电阻等．