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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 。
小明在探究“斜面的机械效率”的实验中,用长度S=0.50m的木板搭成一个斜面,用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端.
(1)小明在实验中,调整斜面的高度为h=0.22m,将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中,弹簧测力计的示数F=4.0N,则有用功为 J,机械效率为 .
(2)小明利用上述器材进一步研究发现,木板搭成倾角不同的斜面时,将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中,额外功W额外与斜面的水平长度L(木板在水平面上的正投影长度)有如下关系:
| L(m) |
0.45 |
0.40 |
0.35 |
0.30 |
| W额外(J) |
0.90 |
0.80 |
0.70 |
0.60 |
通过数据分析,小明得出初步结论:W额外与L成 比,小明查阅资料后证实此结论是正确的.根据此结论,当斜面的水平长度L=0.40m时,斜面的机械效率为 ;当木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块时,弹簧测力计的示数为 N.
在“用电压表和电流表测电阻”的实验中,提供的器材有:待测电阻R(阻值约为5Ω)、两节干电池、电压表(量程“0﹣﹣3V”、“0﹣﹣15V”)、电流表(“0﹣﹣0.6A”、“0﹣﹣3A”)、滑动变阻器、开关、导线若干.
(1)电压表的量程应选 V.
(2)小兰同学按如图1所示的电路图连接好电路后,闭合开关,发现电压表的指针偏转角度很大,接近量程,而电流表的指针偏转角度很小,不到量程的1/5.小兰检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题:一是把滑动变阻器的滑片放在了 (a或b)位置,二是 (电压表、电流表)的量程选择不当.
(3)小勇同学自己连接好电路后通过实验得到多组数据,并作出如图2所示的U﹣I图象,则小勇同学把电压表并联在了 (电阻R或滑动变阻器)的两端.根据U﹣I图象,可求得待测电阻R= Ω.
在“研究水的沸腾”实验中:
(1)实验所用的温度计是利用液体 的性质制成的.为了完成本次试验不能选用酒精温度计是因为酒精的沸点 (大于、小于)100℃.
(2)将烧杯中质量为0.5kg、初温为78℃的热水加热至沸腾时,温度计的示数如图乙所示,则水的沸点是 ℃.该过程烧杯中的水吸收的热量至少是 J.(C水=4.2×103J/(kg•℃)
如图所示,在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中:
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿 方向拉着物块A做 运动,这样做便能测量出滑动摩擦力的大小.
(2)在甲、乙、丙所示图中,分别用F1=1N,F2=2N,F3=1.5N的拉力,拉着物块A匀速前进.分析甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;分析 两图可得:在压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大.
(3)大量实验进一步证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比.在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起匀速前进(如图丁所示).此时弹簧测力计示数为F4,则F4= N;此运动过程中,物块B受到的摩擦力为 N.
在“测定小灯泡电阻”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为8Ω.
(1)某同学连接的电路如图甲所示,请指出其中的两处错误或不妥:
①
②
(2)将上述错误或不妥改正后,闭合开关,发现灯泡发出特别耀眼的光,且此时电流表、电压表都有示数,则出现该现象的原因可能是 .
(3)实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为 V时,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表示数为 A,则灯正常发光时电阻为 Ω.(保留两位小数)
(4)该实验还可以测定小灯泡的额定功率,根据以上实验数据,这个小灯泡额定功率为 W.
(5)实验小组实验过程中记录了下表内的信息,小明同学分析表内数据,发现该灯亮度增加时电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),造成这种现象的原因是 .
| 次数 |
U/v |
I/A |
灯泡亮度 |
R/Ω |
| 1 |
1.0 |
0.20 |
很暗 |
|
| 2 |
1.5 |
0.25 |
较亮 |
|
| 3 |
2.5 |
正常 |
||
| 4 |
3.0 |
0.36 |
很亮 |