题目内容
【题目】热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变化的新型材料,可用于测温。某同学利用实验室提供的一种电阻阻值随温度呈线性变化(关系式为:Rt=kt+b,其中k>0,b<0,t为摄氏温度)的热敏电阻,把一灵敏电流计改装为温度计。除热敏电阻和灵敏电流计外,还用到如下器材:1.直流电源(电动势为E,内阻不计);2.滑动变阻器;3.单刀双掷开关;4.标准温度计;5.导线及其他辅助材料。该同学设计电路如下图所示,按如下步骤进行操作。
(1)按电路图连接好器材。
(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(填“a”或“b”)端,单刀双掷开关S掷于________(填“c”或“d”)端,调节滑片P使电流计满偏,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路。
(3)容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准温度计示数下降5 ℃,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I,然后断开开关。请根据温度计的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号)I=________。
(4)根据对应温度记录的电流计示数,重新刻制电流计的表盘,改装成温度计。根据改装原理,此温度计表盘刻度线的特点是:低温刻度在________(填“左”或“右”)侧,刻度线分布是否均匀?________(填“是”或“否”)。
【答案】(2)a c (3) (4)右 否
【解析】
解:(2)根据实验的原理可知,需要先选取合适的滑动变阻器的电阻值,结合滑动变阻器的使用的注意事项可知,开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端,乙保证电流表的使用安全;然后将单刀双掷开关S掷于c端,调节滑片P使电流表满偏,设此时电路总电阻为R,断开电路;
(3)当温度为时,热敏电阻的阻值与摄氏温度的关系为:,根据闭合电路的欧姆定律可得:
(4)由上式可知,温度越高,电流表中的电流值越小,所以低温刻度在表盘的右侧;由于电流与温度的关系不是线性函数,所以表盘的刻度是不均匀的。