Question

（1）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5Ω．热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）．电源（3V．内阻可忽略）．直流电流表（内阻约1Ω）．直流电压表（内阻约5kΩ）．滑动变阻器（0～20Ω）．开关．导线若干．

①在图（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．
②根据电路图，在图（b）的实物图上连线．
（2）广泛应用于室内空调．电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略；G为内阻不计的灵敏电流表；R₀为保护电阻；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图的R-t图象所示．则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=

-1.875×10^-2t+4.25（kΩ）

；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I₁=2.25mA，则当电流表的示数I₂=3.6mA时，热敏电阻R的温度是

120

摄氏度．

Answer 1

分析：（1）根据题目中的要求可知应采用的电路；从而画出原理图；再根据原理图将实物图连接，注意导线不能交叉，且导线要连在接线柱上，并要注意量程及正负极的连接；
（2）从图线上取两个点，运用数学函数的知识得到电阻随温度变化的关系式即可；将温度值代入第一问的函数表达式中，就得到相应的电阻值；

解答：解：（1）①由题意可知，本实验应采用滑动变阻器分压接法；并且由于热敏电阻阻值较小，故应采用电流表外接法，故原理图如图所示；
由题意可知，电源电压为3V，故电压表应选择3V的量程；
电流中电流约为：

3

1+4

=600mA，故电流表应选取0.6A的量程；
故原理及实物图如下图；
（2）设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为：R=kt+R₀
当t=40°C时，R=3.5kΩ，有
3.5=40k+R₀ ①
当t=120°C时，R=2kΩ，有
2=120k+R₀ ②
由①②解得k=-

3

160

，R₀=4.25kΩ
故热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式为R=4.25kΩ-1.875×10^-2 t；
R的温度等于40℃时，R=3.5kΩ，电流表示数I₁=2.25mA，根据闭合电路欧姆定律，有
I₁=

E

r+R+R0

代入数据，解得
r+R₀=0.5kΩ
当电流表的示数I₂=3.6mA时，根据闭合电路欧姆定律，有
I₂'=

E

r+R′+R0

解得R′=2kΩ；
代入热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式：R=4.25-1.875×10^-2 t可得，t=120℃
故答案为：（1）如图所示；（2）R=-1.875×10^-2 t+4.25（kΩ），120．

点评：本题要求能熟练应用闭合电路欧姆定律，并要求能正确理解图象在物理学中的应用，能从图象中找出物理规律，从而结合物理知识求解，对学生要求较高．