题目内容
【题目】温度传感器是一种将温度变化转化为电学量变化的装置,它通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量,其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻,在某次实验中,为了测量热敏电阻RT在到之间多个温度下的阻值,一实验小组设计了如图甲所示电路。
其实验步骤如下:
①正确连接电路,在保温容器中加入适量开水;
②加入适量的冰水,待温度稳定后,测量不同温度下热敏电阻的阻值;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据。
(1)该小组用多用电表“”档测热敏电阻在下的阻值,发现表头指针偏转的角度很大;为了准确地进行测量,应换到______档(选填“”、“”);如果换挡后就用表笔连接热敏电阻进行读数,那么欠缺的实验步骤是:___________,补上该步骤后,表盘的示数如图乙所示,则它的电阻是_____;
实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图丙的关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的RT-t关系________;
(2)若把该热敏电阻与电源(电动势E=1.5V、内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻Rg=100Ω)、电阻箱R0串联起来,连成如图丁所示的电路,用该电阻作测量探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”。
①电流表刻度较大处对应的温度刻度应该_______(填“较大”或“较小”);
②若电阻箱的阻值取R0=220Ω,则电流表3mA处所对应的温度刻度为______。
【答案】 (1) 重新进行欧姆调零 (2)较小
【解析】(1)用多用表的“×100”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值,发现表头指针偏转的角度很大,说明电阻较小,换用小倍率的,所以换用“×10”倍率;换挡后,需重新欧姆调零,电阻的阻值等于20×10Ω=200Ω,
从图中取相距较远的两个特殊点,代入RT=R0+kt计算,由图有:120=R0+20k,200=R0+100k,解得:R0=100Ω,k=1,
故该热敏电阻的R-t关系式:RT=100+t;
(2)①由闭合电路欧姆定律有:,可见电流越小电阻越大,而电阻越大温度则越高,即电流刻度较小处对应的温度刻度应该较大,电流刻度较大处对应的温度刻度应该较小;
②若电阻箱阻值时,代入,得热敏电阻的阻值为:R=180Ω;结合图甲可知热敏电阻阻值与温度关系式为:R=t+100,故此时对应的温度数值为80℃。