题目内容
【题目】小王同学设计了图甲所示的简单水温表电路.图中电源两端的电压为6V保持不变,R0是阻值为5Ω的定值电阻,R为铭牌上标有“10Ω 1A”的滑动变阻器,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示.电流表采用“0~0.3A”的量程.
(1)小王在连接好电路且闭合开关后,向Rt上擦一些常温的酒精,并用扇子对着Rt扇风,他观察到的现象应该是电流表示数 (选填“变小”或“变大”);
(2)如果滑动变阻器接入电路中的电阻为零,那么该电路最大能测量的温度是 ℃;
(3)为了能测量0~100℃的水温,且当水温达到100℃时,要求电流表的示数达到最大值,则滑动变阻器接入电路中的电阻应调为 Ω,0℃应该与电流表刻度盘的 A位置对应,如果电流表刻度盘改画为指示温度的刻度,且每10℃画一条刻度线,这个刻度盘的刻度 (选填“是”或“不是”)均匀的.
【答案】(1)变小;
(2)60;
(3)5;0.1;不是.
【解析】
试题分析:(1)液体蒸发具有致冷作用,已知热敏电阻阻值变化与温度的关系,可以得到电阻变化情况,进一步根据电阻变化得到电路电流变化;
(2)当滑动变阻器接入电路电阻为0时,串联电路总电阻最小,电流最大.已知电源电压和电流表量程,可以得到电路最大电流;已知电源电压和电路最大电流,可以得到电路最小阻值;已知电路最小阻值和R0阻值,可以得到热敏电阻最小阻值,从图象中确定最高温度;
(3)当水温达到100℃时,要求电流表的示数达到最大值,可以得到热敏电阻的阻值;已知电源电压和电流表量程,可以得到电路最大电流;已知电源电压和电路最大电流,可以得到电路最小阻值;已知电路最小阻值和热敏电阻R、定值电阻R0阻值,可以得到滑动变阻器接入电路阻值;
由图象可以得到0℃时,热敏电阻的阻值,已知定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值,可以得到串联电路总电阻;已知电源电压和串联电路总电阻,可以得到电路电流,也就是指针应该标注的位置;
由图象可得电阻随温度的变化并非正比关系,用公式表示出电压表的示数,即可判断刻度盘的刻度特点.
解:
(1)向Rt上擦一些常温的酒精,并用扇子对着Rt扇风,酒精迅速蒸发,从热敏电阻吸收部分热量,导致电阻温度降低,由图象可以看出,温度降低时热敏电阻的阻值是增大的,滑动变阻器滑片位置不变,定值电阻R0阻值不变,电路总电阻增大,已知电源电压一定,由I=可知,电路电流减小;
(2)
∵I=,
∴电路最小阻值为R最小==20Ω;
此时热敏电阻阻值为R小=R最小﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,
由图象知,此时对应的温度为60℃,即滑动变阻器接入电路中的电阻为零,那么该电路最大能测量的温度是60℃;
(3)由图象知,当温度为100℃时,热敏电阻的阻值为R′=10Ω,
电路最小阻值为R最小==20Ω;
此时滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=R最小﹣R′﹣R0=20Ω﹣10Ω﹣5Ω=5Ω;
由图可知,当温度为0℃时,热敏电阻的阻值为R″=50Ω,
此时串联电路总电阻为R总=R″+R0+R滑=50Ω+5Ω+5Ω=60Ω,
电路电流为I″==0.1A,即0℃应该与电流表刻度盘的0.1A位置相对应;
由图可知,电阻随温度的变化越来越慢,即电阻不与温度成正比,则变化相同温度时,电阻的变化值不同,那么电路电流的变化值也不同,因此所改表盘的刻度不均匀.
故答案为:
(1)变小;
(2)60;
(3)5;0.1;不是.