Question

2．為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的強度而發(fā)生變化的元件（光的強度可以用照度來反映，光越強，照度越大，照度單位為Lx）．某光敏電阻R_P阻值和照度之間的關(guān)系圖象如圖，要測量光敏電阻在任意照度時的電阻值，現(xiàn)有下列實驗器材：
一節(jié)舊干電池，兩個開關(guān)S₁、S₂，導線若干．另外，還有再可供選擇的以下器材：
A．電流表 A （量程：0～0.6A，0～3A）；
B．電壓表 V （量程：0～3V，0～15V）；
C．定值電阻R₁ （阻值：20kΩ）；
D．定值電阻R₂ （阻值：100Ω）；
E．定值電昍R₃ （阻值：10Ω）．
請你從A、B、C、D四種實驗器材中選擇2種器材準確測量出當照度在1.1Lx時光敏電阻R的阻值，并根據(jù)要求完成下列問題．
①選擇的2種器器材是BD（填寫器材前面的字母序號）．
②選擇電表的量程0～3V．
③在方框中現(xiàn)有電路的基礎(chǔ)上畫出實驗電路圖（實驗測量過程中不拆接電路）．
④寫出實驗步驟并用字母表示出測量的物理量．
⑤用測量的物理量和已知物理量表示 R=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$•R₂．

Answer 1

分析 ①根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，由于電源電壓不知，故應(yīng)該選取電壓表，還應(yīng)該選取一定值電阻進行實驗；
②因為一節(jié)舊干電池電壓低于3V，故電表量程選擇小量程即可；
③根據(jù)原理和選擇器材設(shè)計電路；
④根據(jù)電路圖設(shè)計實驗步驟；
⑤利用歐姆定律推導測量電阻大小表達式．

解答 解：
①根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知，由于電源電壓不知，故應(yīng)該選取電壓表，結(jié)合一定值電阻，即可測量待測電阻大小，因為準確測量出當溫度在32℃時熱敏電阻R的阻值，
由曲線圖可知，待測電阻大小在100Ω～200Ω之間，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知電阻越大分得的電壓越大，當選取R₁時，電源電壓幾乎全加在待測電阻兩端，定值電阻不起作用，故應(yīng)該選擇R₂定值電阻；
故選擇器材有BD；
②因為一節(jié)舊干電池電壓低于3V，故電表量程選擇小量程即可，即電壓表量程為：0～3V；
③實驗電路如圖所示：

④實驗步驟為：A、閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；B、閉合開關(guān)S₁、S₂讀出電壓表示數(shù)為U₂；
⑤由R=$\frac{U}{I}$可知待測電阻大小為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}}{{R}_{2}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$•R₂．
故答案為：（1）①BD；②0～3V；③電路如上圖；④A、閉合開關(guān)S₁，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表的示數(shù)為U₁；B、閉合開關(guān)S₁、S₂讀出電壓表示數(shù)為U₂；⑤$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{1}}$•R₂．

點評 此題主要考查學生對于利用單電表加定值電阻測量待測電阻的實驗的理解和掌握，屬于難點，難度程度較大．