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热 敏 电 阻
热敏电阻器对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。按照温度特性不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越大,NTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越低。热敏电阻器通常有陶瓷热敏电阻器和有机材料热敏电阻器。图甲、乙分别为这两种热敏电阻的阻温曲线图。
热敏电阻常用在过流保护上。室温下电阻较小,而当电路出现过大电流时,热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升,当温度超过一定值(转变点)时,电阻瞬间剧增,电流迅速减小到安全值而起保护作用。故障排除后,热敏电阻还可正常使用,所以其又称为自动恢复保险丝。当温度超过转变点温度时,电阻随温度变化更大的更适宜制作自动恢复保险丝。
热敏电阻还用在温度控制及温度补偿上。生活中的电蚊香加热器(如图丙)就是采用图甲所示的陶瓷热敏电阻代替电热丝作为恒温加热器的,它的工作原理如图丁。航天器进入地球阴影时温度会急剧降低,航天器上的一些金属电阻元件的阻值会减小,而当太阳直射时温度又会升得很高,阻值会增大。这对需要精确工作的航天器而言,是致命的伤害。为防止这一现象的发生,可串联一热敏电阻对其进行补偿。
(1)图甲中的陶瓷热敏电阻在温度低于170℃时具有_______( PTC/NTC)效应。图乙中的有机材料热敏电阻属于__________( PTC/NTC)热敏电阻。
(2)航天器在太空工作,需给金属电阻元件串联一个________(有机材料/NTC)热敏电阻对温度进行补偿。
(3)在电路正常时,自动恢复保险丝消耗的电功率很_______。
(4)制作自动恢复保险丝适宜选择______(陶瓷/有机材料/NTC)热敏电阻。
(5)将图丙所示的电蚊香加热器接入电路后,其功率随时间变化的图象最可能的是 。
在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,某实验小组选择如下器材:长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等进行实验。
(1)根据 知识,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动时,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)比较图1中 两次实验可知,当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验中发现图1丙弹簧测力计的示数比图1甲的大,由此得出结论:当压力相同时,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
(4)本实验主要采用的科学探究方法是 法。
(5)该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验,如图1丁所示,测得木块所受摩擦力与图1甲测得的摩擦力进行比较,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是 的(选填“正确”或“错误”)。
(6)该小组在实验中发现较难保持木块匀速运动,导致弹簧测力计示数不稳定。于是他们改进实验,如图2所示,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验。实验过程 匀速拉动长木板,更易操作(选填“需要”或“不需要”)。
如图所示是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的A点由静止滑下,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可求出不同路段的平均速度。
(1)实验原理是 。
(2)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,便于测量时间,应 (选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜角度。
(3)小车从A点运动到B点所用时间 s;从A点到C点的路程 cm;小车在AC段的平均速度 m/s。
某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)采用优质保温材料的目的是减少实验过程中_____的散失。
(2)保持水的质量和电流不变,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化 和通电时间 的数据,整理部分数据并绘制图像如图乙。
根据上述实验,可以得出结论:_______________。
(3)保持水的质量、电阻和通电时间不变,改变电流大小,相关数据整理如下表。
电流 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
升高的温度 |
0.4 |
0.9 |
____ |
2.5 |
3.6 |
请分析表中数据,并将表中所缺的数据补上。
某小组同学在进行“伏安法”测电阻实验时,连接了如图甲所示的电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的 ,发现电压表未调零。将电压表调零后,重做实验,第二次测量数据如图乙中的 。
(1)图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置,其示数为_____安。
(2)分析图乙中的第二次测量数据,待测电阻的阻值是_____欧。(结果保留一位小数)
(3)小组同学讨论发现,利用第一次的测量数据,能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值,也能求出被测电阻的阻值。分析图乙,写出第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值,并说明理由。 _______________。
在电阻一定时“探究电流与电压关系”的实验中,小凯所在的兴趣小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“ ”的滑动变阻器连接成如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关应处于_____状态。连接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片 应置于_____(选填“A”或“B”)端。
(2)小凯正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙告诉他,电路连接有错,只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接错的那根导线找出来,并打上“×”符号,再用画线代替导线连接到正确的位置上。
(3)小凯排除故障闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表所示。
数据序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压U/V |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
电流I/A |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
①实验中,调节滑动变阻器滑片 的目的是__________。
②分析表格中的数据可得出结论:__________。
(4)小凯想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,但这种方案其实是不可行的,其原因主要是__________。