■上海師范大學(xué)附屬中學(xué)

同學(xué)們?cè)诟叨聦W(xué)期學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是選修《3-2》中的實(shí)驗(yàn)，包括探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系、傳感器的應(yīng)用等。在這些實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們需要注意哪些問(wèn)題呢？

一、實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。比如“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的原理是原線圈通過(guò)電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也隨之不斷的變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈中就產(chǎn)生輸出電壓。再如“傳感器的應(yīng)用”的原理是傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹浚?、溫度、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量（一般是電壓、電流等電學(xué)量），其工作過(guò)程如圖1所示。

例1當(dāng)夜幕降臨時(shí)，路燈就會(huì)自動(dòng)亮起，這是因?yàn)槁窡羯习惭b了（ ）。

A.溫度傳感器 B.紅外線傳感器

C.光敏傳感器 D.聲音傳感器

解析：當(dāng)夜幕降臨時(shí)，路燈就會(huì)自動(dòng)亮起，說(shuō)明控制電路的是光敏元件，因此路燈上安裝的是光敏傳感器。選C。

例2濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導(dǎo)致本身阻值發(fā)生變化這一原理制成的。當(dāng)濕度增大時(shí)，濕敏電阻的阻值會(huì)減小。在室內(nèi)設(shè)計(jì)如圖2所示的電路，當(dāng)周?chē)h(huán)境的濕度增大時(shí)（ ）。

A.燈泡L變暗

B.電流表的示數(shù)變大

C.通過(guò)濕敏電阻的電流變大

D.電源的總功率變小

解析：當(dāng)周?chē)h(huán)境的濕度增大時(shí)，濕敏電阻的阻值會(huì)減小，因此電路總電阻減小，電路總電流增大，即電流表的示數(shù)變大，選項(xiàng)B 正確。因?yàn)橥ㄟ^(guò)電源的電流變大，電源內(nèi)壓變大，路端電壓變小，即燈泡L 兩端的電壓減小，所以燈泡L 變暗，選項(xiàng)A 正確。因?yàn)殡娐房傠娏髟龃螅瑹襞軱 兩端電壓減小使得通過(guò)燈泡L的電流減小，所以通過(guò)濕敏電阻的電流增大，選項(xiàng)C 正確。因?yàn)殡娫吹目偣β蔖=EI，電動(dòng)勢(shì)不變，電流變大，所以電源的總功率變大，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。選ABC。

二、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇

沒(méi)有實(shí)驗(yàn)儀器是不可能完成實(shí)驗(yàn)的，而實(shí)驗(yàn)儀器的選擇必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和儀器的作用來(lái)完成。比如“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”所需實(shí)驗(yàn)儀器為：兩只多用電表（兩只交直流數(shù)字電壓表）、學(xué)生電源（低壓交流電源）、可拆變壓器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等。再如“傳感器的應(yīng)用”所需實(shí)驗(yàn)儀器為：熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等。

例3在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材可供選擇：

A.可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）

B.條形磁鐵

C.直流電源

D.多用電表

E.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不必用到的是_____（填器材前的序號(hào)）。

（2）本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有_____。

解析：（1）變壓器的原理是互感現(xiàn)象，是原線圈磁場(chǎng)的變化引起副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。若原線圈中通的是直流電源，則副線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因此本實(shí)驗(yàn)不必用到的器材是條形磁鐵和直流電源。選BC。

（2）要使變壓器副線圈兩端有電壓，必須有交流電源，為使實(shí)驗(yàn)安全，本實(shí)驗(yàn)用到的電源是學(xué)生電源，且使用低壓交流擋。因此還需用到的器材是學(xué)生電源（低壓交流電源）。

例4某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置，實(shí)驗(yàn)原理電路如圖3 所示，繼電器與熱敏電阻RT、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當(dāng)繼電器的電流超過(guò)15 mA時(shí)，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約為20Ω，熱敏電阻RT的阻值與溫度t的關(guān)系如表1所示。

表1

（1）實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源E1（3V，內(nèi)阻不計(jì)）、電源E2（6V，內(nèi)阻不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器R1（0～200Ω）、滑動(dòng)變阻器R2（0～500 Ω）、熱敏電阻RT、繼電器、電阻箱（0～999.9Ω）、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。

為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30 ℃～80 ℃之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用____（選填“E1”或“E2”），滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用____（選填“R1”或“R2”）。

（2）溫控裝置安裝完成后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電路不工作。為了排查電路故障，用多用電表測(cè)量各接點(diǎn)間的電壓，則應(yīng)將如圖4 所示的選擇開(kāi)關(guān)旋至_____（選填“A”“B”“C”或“D”）。

（3）合上開(kāi)關(guān)S，用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查。在圖3中，若只有b、c間斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時(shí)指針____，表筆接入a、c時(shí)指針____（均選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。

解析：（1）若實(shí)現(xiàn)對(duì)30 ℃溫度的控制，根據(jù)表1 中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)t=30 ℃時(shí)，RT=199.5Ω，繼電器和RT兩端的電壓U=I（R繼+RT）=0.015×（20+199.5）V=3.29V，因此電源E應(yīng)選用E2。若實(shí)現(xiàn)對(duì)80 ℃溫度的控制，根據(jù)表1 中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)t=80 ℃時(shí)，RT=49.1Ω，對(duì)全電路有U=I（R繼+RT+R），即6 V=0.015 A×（20Ω+49.1Ω+R），解得R=330.9Ω，因此滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用R2。

（2）用多用電表測(cè)量直流電壓時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)旋至C（直流電壓擋）。

（3）當(dāng)表筆接入a、b時(shí)，a、b間電壓為0，指針不偏轉(zhuǎn)。當(dāng)表筆接入a、c時(shí)，多用電表與電源等構(gòu)成回路，指針偏轉(zhuǎn)。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

選修《3-2》中的實(shí)驗(yàn)都是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，大部分都要先根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)電路，再根據(jù)電路圖連接儀器，進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出結(jié)論，最后整理儀器。比如“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)步驟是：（1）按電路圖連接好電路，將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓擋，并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù)；（2）打開(kāi)學(xué)生電源，保持匝數(shù)不變多次改變輸入電壓，記錄下每次的輸入和輸出兩個(gè)電壓值；（3）保持輸入電壓、原線圈的匝數(shù)不變，多次改變副線圈的匝數(shù)，記錄下每次的副線圈匝數(shù)和對(duì)應(yīng)的電壓值；（4）保持副線圈的匝數(shù)和原線圈兩端的電壓不變，多次改變?cè)€圈的匝數(shù)，記錄下每次的原線圈匝數(shù)和對(duì)應(yīng)的副線圈的電壓值；（5）整理并分析記錄的數(shù)據(jù)，從而得出“原、副線圈的電壓比與原、副線圈的匝數(shù)比相等”的結(jié)論；（6）拆除裝置，將器材按原樣整理好。再如“傳感器的應(yīng)用”中探究熱敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)步驟是：（1）在燒杯內(nèi)倒入少量冷水，放在鐵架臺(tái)上，將懸掛在鐵架上的溫度計(jì)放入水中；（2）將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，將兩支表筆短接，調(diào)零后，將兩支表筆分別與熱敏電阻的兩輸出端相連；（3）將熱敏電阻放入燒杯內(nèi)水中，在歐姆擋上選擇適當(dāng)?shù)谋堵?，重新調(diào)零，把兩支表筆接到熱敏電阻兩輸出端，觀察表盤(pán)指示的熱敏電阻的阻值和此時(shí)的溫度，記入表格內(nèi)；（4）分幾次向燒杯內(nèi)倒入開(kāi)水，觀察不同溫度時(shí)熱敏電阻的阻值，把溫度及相應(yīng)溫度下的阻值記入表格內(nèi)；（5）通過(guò)比較測(cè)得的數(shù)據(jù)，確定熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律，得出“熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小”的結(jié)論；（6）將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于OFF擋，拆除裝置，將器材按原樣整理好。探究光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)步驟是：（1）將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，選擇適當(dāng)?shù)谋堵剩瑢芍П砉P短接，調(diào)零；（2）把多用電表的兩支表筆接到光敏電阻兩輸出端，觀察表盤(pán)指示的光敏電阻的阻值，記錄下來(lái)；（3）將手張開(kāi)放在光敏電阻的上方，擋住部分照到光敏電阻上的光線，觀察表盤(pán)指示的光敏電阻阻值的變化，記錄下來(lái)；（4）上下移動(dòng)手掌，觀察表盤(pán)指示的光敏電阻阻值的變化，得出“光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而減小”的結(jié)論；（5）將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于OFF 擋，拆除裝置，將器材按原樣整理好。

例5熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求伏安特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值在4Ω～5Ω 之間，將熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶（圖中未畫(huà)出）、電源（3V，內(nèi)阻可忽略）、直流電流表（內(nèi)阻約為1Ω）、直流電壓表（內(nèi)阻約為5kΩ）、滑動(dòng)變阻器（0～20Ω）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。

（2）根據(jù)電路圖，在如圖5所示的實(shí)物圖上連線。

（3）簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成實(shí)物圖接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟。

解析：因?yàn)槌叵麓郎y(cè)熱敏電阻的阻值（在4Ω～5Ω 之間）較小，所以應(yīng)該選用電流表外接法；因?yàn)闊崦綦娮璧淖柚惦S溫度的升高而減小，熱敏電阻兩端的電壓由零逐漸增大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用分壓式接法。

（1）實(shí)驗(yàn)電路如圖6所示。

（2）實(shí)物圖連線如圖7所示。

（3）完成實(shí)物圖接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟是：①往保溫杯里加一些熱水，待溫度計(jì)穩(wěn)定時(shí)讀出溫度計(jì)的示數(shù)；②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，快速測(cè)出幾組電壓表和電流表的值；③重復(fù)步驟①和②，測(cè)量不同溫度下的數(shù)據(jù)；④采用描點(diǎn)作圖法，繪出各測(cè)量溫度下的熱敏電阻的伏安特性曲線。

例6如圖8所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)：A 為毫安表，量程為6mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9Ω；S為開(kāi)關(guān)。已知熱敏電阻RT在95℃時(shí)的阻值為150Ω，在20 ℃時(shí)的阻值約為550Ω?，F(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在95 ℃～20 ℃之間的多個(gè)溫度下熱敏電阻RT的阻值。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：①依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖安裝實(shí)驗(yàn)儀器；②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得熱敏電阻RT的溫度為95℃；③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某跏贾?，以保證儀器安全；④閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0和_____；⑤將熱敏電阻RT的溫度降為T(mén)1（20 ℃＜T1＜95 ℃），調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的示數(shù)_____，記錄_____；⑥溫度為T(mén)1時(shí)熱敏電阻的阻值RT1=_____；⑦逐步降低熱敏電阻RT的溫度，直至20℃為止，在每一溫度下重復(fù)步驟⑤⑥。

解析：因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)中只有一個(gè)可以用來(lái)測(cè)量或觀察的電流表，所以應(yīng)該采用“替代法”思維考慮使用電流表，即保證電路的電阻不變，將熱敏電阻、電阻箱和電流表串聯(lián)形成測(cè)量電路。因?yàn)闊崦綦娮柙?5 ℃和20 ℃時(shí)的阻值是已知的，所以若熱敏電阻的初始溫度為95 ℃，則電流表示數(shù)不變時(shí)，電阻箱與熱敏電阻的串聯(lián)電路電阻保持150Ω 加電阻箱的初始值之和不變；若熱敏電阻的初始溫度為20 ℃，則電流表示數(shù)不變時(shí)，電阻箱與熱敏電阻的串聯(lián)電路電阻保持550Ω 加電阻箱的初始值之和不變?；谏鲜鰧?shí)驗(yàn)原理可以測(cè)量熱敏電阻在任意溫度下的阻值。

完整的實(shí)驗(yàn)步驟為：①依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖安裝實(shí)驗(yàn)儀器；②調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得熱敏電阻RT的溫度為95℃；③將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某跏贾担员ＷC儀器安全；④閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0和電阻箱的初始值R0；⑤將熱敏電阻RT的溫度降為T(mén)1（20 ℃＜T1＜95 ℃），調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的示數(shù)仍為I0，記錄電阻箱的示數(shù)R1；⑥溫度為T(mén)1時(shí)，熱敏電阻的阻值RT1=150Ω+R0-R1；⑦逐步降低熱敏電阻RT的溫度，直至20℃為止，在每一溫度下重復(fù)步驟⑤⑥。

四、數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理就是對(duì)實(shí)驗(yàn)中獲得的大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納分析，從而得出科學(xué)結(jié)論。處理數(shù)據(jù)可用算術(shù)平均值法、公式法、列表法、圖解法等。比如“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，分別對(duì)得到的原、副線圈匝數(shù)和原、副線圈的電壓進(jìn)行計(jì)算和分析，從而得出“理想變壓器原、副線圈的電壓U1、U2之比等于原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比”的結(jié)論。再如“傳感器的應(yīng)用”中探究熱敏電阻特性實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法是利用列表法和圖解法找出RT與t的關(guān)系，從而得出“熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小”的結(jié)論；探究光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法是利用列表法，分析光照逐漸減弱后光敏電阻阻值的變化，從而得出“光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而減小”的結(jié)論。

例7（2018年高考全國(guó)Ⅰ卷）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖9所示的電路探究在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的特性。所用器材有：置于溫控室（圖中虛線區(qū)域）中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱(chēng)值（25 ℃時(shí)的阻值）為900.0Ω；電源E（6 V，內(nèi)阻可忽略）；電壓表V（量程150mV）；定值電阻R0（阻值為20.0Ω），滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為1000Ω）；電阻箱R2（阻值范圍0～999.9Ω）；單刀開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先按圖9連接好電路，再將溫控室中的溫度t升至80.0 ℃。將S2與1端接通，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的滑片位置，使電壓表的讀數(shù)為某一值U0；保持R1的滑片位置不變，將R2置于最大值，將S2與2端接通，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的讀數(shù)仍為U0；斷開(kāi)S1，記下此時(shí)R2的讀數(shù)。逐步降低溫控室中的溫度t，得到相應(yīng)溫度下R2的阻值，直至溫度降到25.0 ℃。實(shí)驗(yàn)得到的R2和t的數(shù)據(jù)如表2所示。

表2

回答下列問(wèn)題：

（1）在閉合S1前，圖9中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到____（選填“a”或“b”）端。

（2）在圖10的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊表2中所給數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出R2-t曲線。

（3）由圖10可得到RT在25 ℃～80 ℃范圍內(nèi)的特性。當(dāng)t=44.0 ℃時(shí)，RT=_____Ω。

（4）將RT握于手心，手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖11 所示，該讀數(shù)為_(kāi)___Ω，則手心溫度為_(kāi)___℃。

解析：圖9 電路圖中滑動(dòng)變阻器采用的是限流式接法，在閉合S1前，R1應(yīng)該調(diào)節(jié)到接入電路部分的電阻最大，使電路中的電流最小，即R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到b端。

（2）將溫度為60 ℃和70 ℃對(duì) 應(yīng)的兩組數(shù)據(jù)畫(huà)在坐標(biāo)圖上，然后用平滑曲線過(guò)盡可能多的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫(huà)出R2-t曲線，如圖12所示。

（3）根據(jù)題述實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，測(cè)量的R2數(shù)據(jù)等于對(duì)應(yīng)的熱敏電阻RT的阻值。由畫(huà)出的R2-t圖像可知，當(dāng)t=44.0 ℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的RT=450Ω。

（4）由圖11讀出R2的示數(shù)為620.0Ω；由R2-t圖像可知，當(dāng)RT=620.0Ω 時(shí)，手心溫度t=33.0 ℃。

例8（2017年浙江選考卷）為了完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是____（多選）。

A.有閉合鐵芯的原、副線圈

B.無(wú)鐵芯的原、副線圈

C.交流電源

D.直流電源

E.多用電表（交流電壓擋）

F.多用電表（交流電流擋）

用匝數(shù)na=60和nb=120的變壓器，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如表3所示。

表3

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是匝數(shù)為_(kāi)___（選填“na”或“nb”）的線圈。

解析：若變壓器原線圈中通的是直流電源，則副線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因此實(shí)驗(yàn)需要的是交流電源；要探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系，需要測(cè)量電壓，因此實(shí)驗(yàn)需要一個(gè)測(cè)電壓的儀器。選ACE。根據(jù)表3中數(shù)據(jù)可知，電壓比與匝數(shù)比不相等，因此該變壓器為非理想變壓器?？紤]到變壓器有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等因素的影響，判斷出Ub為原線圈兩端的電壓，即連接電源的線圈是匝數(shù)為nb的線圈。

五、誤差分析

為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，我們要進(jìn)行誤差分析，并盡量減少誤差。比如“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差來(lái)源主要是：（1）由于存在磁漏，使得通過(guò)原、副線圈的磁通量不嚴(yán)格相等，造成誤差；（2）由于原、副線圈有電阻，使得原、副線圈中存在焦耳熱損耗（銅損），造成誤差；（3）由于鐵芯中有磁損耗，使得產(chǎn)生渦流，造成誤差。再如“傳感器的應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)中的誤差主要來(lái)源于溫度計(jì)和歐姆表的讀數(shù)等。

例9在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，電源輸出端與變壓器線圈連接方式正確的是圖13中的____（選填“甲”或“乙”）。變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為120 和60，測(cè)得的電壓分別為8.2 V 和3.6V，據(jù)此可知電壓比與匝數(shù)比不相等，產(chǎn)生誤差的原因是什么？

解析：變壓器是靠電磁感應(yīng)原理工作的，必須接交流，故連接方式正確的是圖13中的乙。理想變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比，實(shí)際變壓器原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)不成正比的原因是存在磁漏、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等電能損失。

例10熱電傳感器利用了熱敏電阻對(duì)溫度變化響應(yīng)很敏感的特性。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究某種類(lèi)型的熱敏電阻的阻值隨溫度的變化情況，從室溫升到80 ℃時(shí)，所提供的熱敏電阻RT的阻值變化范圍可能是由5Ω 變到1Ω 或由5Ω 變到45Ω。除熱敏電阻外，可供選用的器材如下：溫度計(jì)（測(cè)溫范圍-10℃～100℃），電流表A1（量程3A，內(nèi)阻rA=0.1Ω），電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω），電壓表V1（量程6A，內(nèi)阻rV=1.5kΩ），電壓表V2（量程3A，內(nèi)阻約為1kΩ），標(biāo)準(zhǔn)電阻（阻值R1=100Ω），滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～5Ω），電源E（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)），開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。

（1）甲同學(xué)利用如圖14所示的電路測(cè)量室溫下熱敏電阻的阻值，要使測(cè)量誤差最小，應(yīng)選下列_____組器材。

A.電流表A1和電壓表V1

B.電流表A2和電壓表V2

C.電流表A1和電壓表V2

（2）在測(cè)量過(guò)程中，隨著倒入燒杯中的開(kāi)水增多，熱敏電阻的溫度升高到80 ℃時(shí)，甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表的示數(shù)幾乎都不隨滑動(dòng)變阻器R2的阻值的變化而改變（電路保持安全、完好），這說(shuō)明熱敏電阻的阻值隨溫度升高而_____（選填“增大”或“減小”）。

解析：（1）因電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，故電壓表選V2，又因熱敏電阻的阻值在幾歐姆到幾十歐姆之間變化，故電路中的電流較小，為盡量減小誤差，電流表選A2。選B。

（2）當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器起不到改變電流的作用時(shí)，說(shuō)明待測(cè)電阻較大，即熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大。

編后注：在電學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，除需要注意上述五大方面的問(wèn)題外，還需要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采取一些行之有效的措施以保證實(shí)驗(yàn)的安全，減小實(shí)驗(yàn)誤差。比如在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：（1）要事先推測(cè)副線圈兩端電壓的可能值；（2）為了人身安全，只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過(guò)12 V，即使這樣，通電時(shí)也一定不要用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱；（3）為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量；（4）連接電路后要先由同組的幾位同學(xué)分別獨(dú)立檢查，再請(qǐng)老師確認(rèn)，然后才能接通電源。再如在“傳感器的應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)中：（1）在做探究熱敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開(kāi)水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時(shí)讀出水溫；（2）在做探究光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若實(shí)驗(yàn)效果不明顯，則可將含光敏電阻部分電路放入帶小孔的紙盒中，并通過(guò)蓋上小孔改變光敏電阻受到的光照的強(qiáng)度；（3）歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。