某科创小组基于校园安全在实验室里设计了一个火灾报警灭火系统，其控制电路由NTC热敏电阻、电阻箱、电动机、报警器、半导体控制元件、电源、开关和导线等构成。当发生火灾时，环境温度升高到一定程度后，报警器报警，电动机开始工作，模拟抽水灭火。

1. 某科创小组基于校园安全在实验室里设计了一个火灾报警灭火系统，其控制电路由NTC热敏电阻、电阻箱、电动机、报警器、半导体控制元件、电源、开关和导线等构成。当发生火灾时，环境温度升高到一定程度后，报警器报警，电动机开始工作，模拟抽水灭火。

(1) 该小组选择多用电表电阻“×10”挡进行不同温度下NTC热敏电阻阻值的粗略测量，发现阻值随温度在 $\text{[math]}$ 范围内变化。表盘指针如图（a）所示时，热敏电阻阻值为 $\text{[math]}$ 。

(2) 为精确测量不同温度下热敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值，可利用的实验器材有：

电流表A（量程0~30mA，内阻约 $\text{[math]}$ ）；

电压表V（量程0~3V，内阻约 $\text{[math]}$ ）；

滑动变阻器R（ $\text{[math]}$ ）；

电源（电动势3V，内阻不计），开关及导线若干。

请在答题卡上将虚线框中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图。

连接电路进行实验后，小组根据实验数据作出三个不同热敏元件阻值 $\text{[math]}$ 随温度t变化的图像如图（b）所示。

(3) 火灾报警灭火控制电路中 $\text{[math]}$ 为热敏电阻， $\text{[math]}$ 为电阻箱，M为电动机，VT为具有三个接线柱b、c、e的控制元件。当be间的电势差 $\text{[math]}$ 时，b、c、e与VT连接的三条线路均处于断开状态；当 $\text{[math]}$ 时，三条线路均能导通。以下电路图符合实验要求的是______（填正确图像对应的标号）。 A.

B.

C.

D.

(4) 该小组使用了图（b）中的Ⅰ作为热敏元件，在确保电路安全的前提下，若要适当提高工作电路的灵敏度（即在更低一点的温度下实现报警灭火），请提出两条可行的具体措施：

①将热敏元件换为图（b）中的（填Ⅱ或Ⅲ）；

②。

【考点】

实验基础知识与实验误差;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某实验小组通过实验探究一个热敏电阻的特性，图甲为探究电路，热敏电阻R_T处在虚线所示的温控室中。

(1) 实验前，将滑动变阻器R₁ 的滑片移到（填“a”或“b”）端；实验时，记录温控室的温度t，将S₂打到1，闭合S₁ ，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I₀；保持滑动变阻器的滑片位置不变，将S₂打到2，调节电阻箱R₂ ，使电流表的示数仍为I₀ ，记录此时电阻箱的示数R，即为热敏电阻的阻值。

(2) 上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值（填“大于” “等于” 或“小于” ）真实值。

(3) 多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组数据，作出R-t图像如图乙所示。当温度不同时，热敏电阻的灵敏度（即电阻值随温度的变化率 $\text{[math]}$ 存在着较大的差异，要使热敏电阻传感器比较灵敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间。在下列温度区间中，灵敏度最大的是（　　） A. 20℃~40℃ B. 40℃~60℃ C. 60℃~80℃ D. 80℃~100℃

(4) 小巴同学发现可以利用该电路测量温度。将S₂打到1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，当温控室的温度为110℃时，电流表恰好满偏；当温控室的温度为60℃时，电流表恰好半偏；当电流表指在满偏的 $\text{[math]}$ 时，温控室的温度为℃ （结果保留2位有效数字）。

实验探究题普通

2. 某水果加工厂的苹果自动分拣装置的示意图如图甲所示，该装置能把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果，装置中R₁为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R₁上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R₁产生压力，半导体薄膜压力传感器R₁的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R₂两端电压 $\text{[math]}$ 时，控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。

(1) 当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R₁的阻值（填“较大”或“较小”）。

(2) 现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小果将通过（填“上通道”或“下通道”），电阻箱R₂的阻值应调为Ω（结果保留一位小数）。

(3) 若要将分拣标准质量提高到0.40kg，仅将R₂的阻值调为Ω即可实现。（结果保留一位小数）

(4) 若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，则分拣标准质量将会（填“变大”“变小”或“不变”）。

实验探究题普通

3. 某同学想利用压敏电阻设计一个测量压力大小的装置。实验室有如下器材供选择：

A．压敏电阻R（电阻R随压力F变化曲线如图甲所示）

B．定值电阻 $\text{[math]}$

C．电压表V（量程3V，内阻 $\text{[math]}$ ）

D．直流电源E（电动势4V，不计内阻）

E．开关S，导线若干

(1) 设计一个可以测量压力大小的装置，要求测量范围为 $\text{[math]}$ ，在图乙的虚线框中画出该装置的实验电路原理图。

(2) 请根据所设计的电路，写出压力大小F与电压表读数U的大小之间的表达式为（　　） A. $\text{[math]}$ B. $\text{[math]}$ C. $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$

(3) 正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，某次测试时电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为V。此时待测压力的大小 $\text{[math]}$ N。

实验探究题普通