《2025年高中同步单元滚动强化卷高中物理选择性必修第二册人教版》

12. (9 分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值为 4～5 Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水。其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶（图中未画出）、电源（3 V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约 1 Ω）、直流电压表（内阻约 5 kΩ）、滑动变阻器（0～20 Ω）、开关、导线若干。
(1)在下面方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。
(2)根据电路图，在图 9 中用笔画线代替导线连线实物图。
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。

答案：
12.解析:
(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故要研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，则需要电压的变化范围要尽可能地大，故滑动变阻器应采用分压接法，热敏电阻的阻值常温下为4～5$\Omega$，为小电阻，故安培表采用外接法。实验电路图如答图29所示。

(2)由于热敏电阻的温度变化范围要尽可能地大，故热敏电阻要放在不同的水温中，电路的连接要注意先串联再并联，电流要从正接线柱流入电流表和电压表，滑动变阻器下边两个接线柱要全接上，上边只能接一个接线柱。连接如答图30所示。

(3)①往保温杯中加一些热水，待温度稳定时读出温度计值;
②调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值;
③重复步骤①②，测量不同温度下的数据;
④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。
答案:
(1)见答图29　
(2)见答图30　
(3)见解析

13. (6 分)额温枪的原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据。某同学在实验室中用图 10 甲所示的电路验证额温枪测量温度的准确性。已知电源电动势 E = 1.5 V，内阻忽略不计，R₀ = 15 Ω，热敏电阻的阻值与温度的关系如图 10 乙所示，则：
(1)温度越高时，电压表示数越大(填“越大”或“越小”)；
(2)闭合开关 S 后，发现电压表示数为 0.45 V，则热敏电阻此时的温度为40.0℃(保留 1 位小数)。

答案： 13.解析:
(1)分析题图甲可知热敏电阻R与$R_0$串联，电压表测$R_0$两端电压$U_0$，当被测物体温度越高时，由题图乙可知，热敏电阻阻值越小，电路电流$I_0$越大，$R_0$两端电压即电压表示数，根据$U_0 = I_0 R_0$，可知$U_0$越大。
(2)当电压表示数$U' = 0.45 V$时，根据串联电路的特点可知通过R的电流$I = I' = \frac{U'}{R_0} = \frac{0.45}{15} A = 0.03 A$，热敏电阻R两端电压$U = E - U' = 1.5 V - 0.45 V = 1.05 V$，则R的阻值$R = \frac{U}{I} = \frac{1.05}{0.03} \Omega = 35 \Omega$，对照题图乙可知，被测物体的温度大约为$40.0 ° C$。
答案:
(1)越大　
(2)40.0

14. (10 分)我国“嫦娥六号”探测器在进行软着陆月球和开展月面自动采样时，地面工作人员通过电磁波实现对探测器的控制。已知由地面发射器发射的电磁波的波长 λ = 30 km，地面上的工作人员通过测量发现该电磁波由发射到被探测器接收所用的时间 t = 1.3 s，电磁波的速度 c = 3×10⁸ m/s。则在发射器与探测器之间的距离相当于多少个波长？

答案： 14.解析:发射器与探测器之间的距离$x = ct = 3.9 × 10^8 m$，相当于电磁波波长的个数$n = \frac{x}{\lambda} = \frac{3.9 × 10^8}{3 × 10^4} 个 = 1.3 × 10^4 个$。
答案:$1.3 × 10^4$个