Question

19．温度传感器是一种将温度变化转换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R_T在0℃到100℃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“×100”挡测热敏电阻在100℃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×10挡（选填“×10”、“×1k”）；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：欧姆调零，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是200Ω．
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R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系R=100+t；
（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R_g=100Ω）、电阻箱R₀串联起来，连成如图丁所示的电路，用该电阻作测温探头，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较大（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80℃．

Answer 1

分析 （1）多用电表的刻度盘零刻度在右边，当指针偏角比较大时，说明电阻比较小，指针偏角比较小时，说明电阻比较大．每次换挡需重新进行欧姆调零．欧姆表测电阻的阻值等于读数乘以倍率．根据图象的性质可明确对应的公式；
（2）①电流小，根据闭合电路欧姆定律，可以得到热敏电阻的电阻值大，而根据题图甲，热敏电阻的电阻大时温度高；
②根据闭合电路欧姆定律计算得到热敏电阻R的值，再从电阻与温度图象得到温度值．

解答 解：（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R=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：R=100+t
（2）①由闭合电路欧姆定律有：E=I_g（R+R′+R_g），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；
②若电阻箱阻值R′=220Ω时，代入E=I_g（R+R′+R_g），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℃．
故答案为：（1）×10，欧姆调零，200，R=100+t；（2）①较大；②80．

点评 本题关键是掌握多用电表的读数方法，同时能根据闭合电路欧姆定律列式得到电流与电阻关系式，然后再结合电阻与温度关系图象分析求解．