题目内容
【题目】小红家有一支电子体温计。查阅说明书得知:电于体温计的探测器是热敏电阻,其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻,准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值,按照图甲所示连接了实验电路,RT为热敏电阻,实验时,RT罝于温控箱(图中虚线区域)中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999Ω),S2为单刀双掷开关,开关S1和S2闭合前,小红将电阻箱R2的阻值调到最大。
(1)小红首先调节温控箱的温度,使RT温度为42.0℃。闭合S1,将S2接2,读出电压表的示数为3V。
①为测量此时RT的阻值,接下来的操作是:将S2接________(选填“1”或“2”),调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为________,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②逐渐降低温控箱的温度,根据上述方法测量出RT在不同温度时的阻值,若依据小红所测数据画出的RT阻值随温度变化的图像如图乙所示,且当RT的温度降至32.0℃时,闭合S1,将S2接2,电压表示数为2.4V,求电阻R1的阻值______。
(2)在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后,为了自制模拟电子体温计,小红将S2始终接2,闭合S1后,通过电压表的示数大小来显示温度高低,如果将RT用绝缘薄膜包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合S1,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近________。
A.2.25V B.2.45V C.2.65V D.2.85V
【答案】1 3 V 400Ω C
【解析】
(1)①为测量此时RT的阻值,将S2接1,调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为3V,根据等效替代法,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值;
②由欧姆定律得到电路中的电流为:I1=,根据欧姆定律和串联电路电压的规律,电源电压:U=I1RT1+UV1=×400Ω+3V,
由图乙可知当RT的温度降至32.0℃时,RT2=600Ω,电源电压U=I2RT2+UV2=×600Ω+2.4V,
因电源电压不变,×400Ω+3V=×600Ω+2.4V,
R1=400Ω;U=×400Ω+3V=6V;
(2)由图结合数学知识,正常人腋窝中央的体温是37°C,ME为三角形的中位线,故此时R′T=500Ω,
将S2始终接2,闭合S1后,R1与R′T串联,电压表测R1两端的电压,由电阻的串联和欧姆定律,电路的电流:I==A,由欧姆定律可知,电压表示数:UV=IR1=A×400Ω≈2.67V,故C符合题意。