Question

19．溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的裝置，它通過(guò)測(cè)量傳感器元件的電學(xué)量隨溫度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量，其核心部件是由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻．在某次實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量熱敏電阻R_T在0℃到100℃之間多個(gè)溫度下的阻值，一實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路．
其實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①正確連接電路，在保溫容器中加入適量開(kāi)水；
②加入適量的冰水，待溫度穩(wěn)定后，測(cè)量不同溫度下熱敏電阻的阻值；
③重復(fù)第②步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù)．

（1）該小組用多用電表“×100”擋測(cè)熱敏電阻在100℃下的阻值，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度很大；為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到×10擋（選填“×10”、“×1k”）；如果換擋后就用表筆連接熱敏電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么欠缺的實(shí)驗(yàn)步驟是：歐姆調(diào)零，補(bǔ)上該步驟后，表盤(pán)的示數(shù)如圖乙所示，則它的電阻是200Ω．
實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖丙的R-t關(guān)系圖線(xiàn)，請(qǐng)根據(jù)圖線(xiàn)寫(xiě)出該熱敏電阻的R-t關(guān)系R=100+t；
（2）若把該熱敏電阻與電源（電動(dòng)勢(shì)E=1.5V、內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為5mA、內(nèi)阻R_g=100Ω）、電阻箱R₀串聯(lián)起來(lái)，連成如圖丁所示的電路，用該電阻作測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“熱敏電阻測(cè)溫計(jì)”．
①電流表刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度應(yīng)該較大（填“較大”或“較小”）；
②若電阻箱的阻值取R₀=220Ω，則電流表3mA處所對(duì)應(yīng)的溫度刻度為80℃．

Answer 1

分析 （1）多用電表的刻度盤(pán)零刻度在右邊，當(dāng)指針偏角比較大時(shí)，說(shuō)明電阻比較小，指針偏角比較小時(shí)，說(shuō)明電阻比較大．每次換擋需重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．歐姆表測(cè)電阻的阻值等于讀數(shù)乘以倍率．根據(jù)圖象的性質(zhì)可明確對(duì)應(yīng)的公式；
（2）①電流小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可以得到熱敏電阻的電阻值大，而根據(jù)題圖甲，熱敏電阻的電阻大時(shí)溫度高；
②根據(jù)閉合電路歐姆定律計(jì)算得到熱敏電阻R的值，再?gòu)碾娮枧c溫度圖象得到溫度值．

解答 解：（1）用多用表的“×100”倍率的擋位測(cè)熱敏電阻在室溫下的阻值，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度很大，說(shuō)明電阻較小，換用小倍率的，所以換用“×10”倍率；換擋后，需重新歐姆調(diào)零．電阻的阻值等于20×10Ω=200Ω．
從圖中取相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)特殊點(diǎn)，代入R=R₀+kt計(jì)算
由圖有：
120=R₀+20k
200=R₀+100k
解得：
R₀=100Ω
k=1
故該熱敏電阻的R-t關(guān)系式：R=100+t
（2）①由閉合電路歐姆定律有：E=I_g（R+R′+R_g），可見(jiàn)電流越小電阻越大，而電阻越大溫度則越高，即電流刻度較小處對(duì)應(yīng)的溫度刻度應(yīng)該較大；
②若電阻箱阻值R′=220Ω時(shí)，代入E=I_g（R+R′+R_g），得熱敏電阻的阻值為：R=180Ω；
結(jié)合圖甲可知熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系式為：R=t+100
故此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為80℃．
故答案為：（1）×10，歐姆調(diào)零，200，R=100+t；（2）①較大；②80．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是掌握多用電表的讀數(shù)方法，同時(shí)能根據(jù)閉合電路歐姆定律列式得到電流與電阻關(guān)系式，然后再結(jié)合電阻與溫度關(guān)系圖象分析求解．