Question

（1）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，要求特性曲線盡可能完整．已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約4～5Ω．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，其它備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水杯（圖中未畫(huà)出）．電源（3V．內(nèi)阻可忽略）．直流電流表（內(nèi)阻約1Ω）．直流電壓表（內(nèi)阻約5kΩ）．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω）．開(kāi)關(guān)．導(dǎo)線若干．

①在圖（a）的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測(cè)量誤差盡可能小．
②根據(jù)電路圖，在圖（b）的實(shí)物圖上連線．
（2）廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)．電冰箱和微波爐等家用電器中的溫度傳感器，是利用熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性工作的．在圖甲中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V，內(nèi)電阻不可忽略；G為內(nèi)阻不計(jì)的靈敏電流表；R₀為保護(hù)電阻；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度變化關(guān)系如圖的R-t圖象所示．則熱敏電阻R與攝氏溫度t的關(guān)系為R=

-1.875×10^-2t+4.25（kΩ）

；閉合電鍵S，當(dāng)R的溫度等于40℃時(shí)，電流表示數(shù)I₁=2.25mA，則當(dāng)電流表的示數(shù)I₂=3.6mA時(shí)，熱敏電阻R的溫度是

120

攝氏度．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題目中的要求可知應(yīng)采用的電路；從而畫(huà)出原理圖；再根據(jù)原理圖將實(shí)物圖連接，注意導(dǎo)線不能交叉，且導(dǎo)線要連在接線柱上，并要注意量程及正負(fù)極的連接；
（2）從圖線上取兩個(gè)點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)學(xué)函數(shù)的知識(shí)得到電阻隨溫度變化的關(guān)系式即可；將溫度值代入第一問(wèn)的函數(shù)表達(dá)式中，就得到相應(yīng)的電阻值；

解答：解：（1）①由題意可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法；并且由于熱敏電阻阻值較小，故應(yīng)采用電流表外接法，故原理圖如圖所示；
由題意可知，電源電壓為3V，故電壓表應(yīng)選擇3V的量程；
電流中電流約為：

3

1+4

=600mA，故電流表應(yīng)選取0.6A的量程；
故原理及實(shí)物圖如下圖；
（2）設(shè)熱敏電阻的電阻值與溫度關(guān)系表達(dá)式為：R=kt+R₀
當(dāng)t=40°C時(shí)，R=3.5kΩ，有
3.5=40k+R₀ ①
當(dāng)t=120°C時(shí)，R=2kΩ，有
2=120k+R₀ ②
由①②解得k=-

3

160

，R₀=4.25kΩ
故熱敏電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系式為R=4.25kΩ-1.875×10^-2 t；
R的溫度等于40℃時(shí)，R=3.5kΩ，電流表示數(shù)I₁=2.25mA，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有
I₁=

E

r+R+R0

代入數(shù)據(jù)，解得
r+R₀=0.5kΩ
當(dāng)電流表的示數(shù)I₂=3.6mA時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有
I₂'=

E

r+R′+R0

解得R′=2kΩ；
代入熱敏電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系式：R=4.25-1.875×10^-2 t可得，t=120℃
故答案為：（1）如圖所示；（2）R=-1.875×10^-2 t+4.25（kΩ），120．

點(diǎn)評(píng)：本題要求能熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律，并要求能正確理解圖象在物理學(xué)中的應(yīng)用，能從圖象中找出物理規(guī)律，從而結(jié)合物理知識(shí)求解，對(duì)學(xué)生要求較高．