Question

有一種半導(dǎo)體材料的電阻隨著溫度的變化明顯改變，用這種材料制作的電阻稱為熱敏電阻，圖a所示為熱敏電阻隨溫度變化的圖象．小馬同學(xué)用該熱敏電阻和電壓表設(shè)計(jì)了一只測(cè)量范圍為0～100℃的水溫表，圖b為這個(gè)水溫表的原理圖，電源電壓保持不變，圖中的電壓表量程為0～3V，定值電阻R的阻值為100Ω．當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，要求電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值．

（1）根據(jù)圖象可知該熱敏電阻在100℃時(shí)的電阻值為    Ω，計(jì)算出電源電壓     V；
（2）小馬同學(xué)將電壓表的刻度盤改畫(huà)為指示溫度的刻度盤，如果每10℃畫(huà)一條刻度線，這個(gè)刻度盤的刻度     （填“是”或“不是”）均勻的；
（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明改畫(huà)的水溫表刻度盤上的0℃應(yīng)該與電壓表刻度盤的     V示數(shù)位置對(duì)應(yīng)．

Answer 1

【答案】分析：（1）由R-t圖象可知100℃時(shí)的電阻值；根據(jù)電壓表的量程和此時(shí)電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值確定R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）由圖象可得電阻隨溫度的變化并非正比關(guān)系，用公式表示出電壓表的示數(shù)，即可判斷刻度盤的刻度特點(diǎn)；
（3）當(dāng)溫度為100℃時(shí)，電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值為3V，已知定值電阻R的阻值，進(jìn)而能求出電路的總電阻；然后根據(jù)串聯(lián)電路的電壓之比等于電阻之比，列出關(guān)于電源電壓的等量關(guān)系式，即可解得電源電壓；當(dāng)溫度為0℃時(shí)，從圖中讀出此時(shí)熱敏電阻的阻值為100Ω，定值電阻R的阻值已知，電源電壓已經(jīng)求出，參照上面的思路，利用串聯(lián)分壓的原理，即可求出定值電阻R兩端的電壓，即電壓表的示數(shù)．
解答：解：（1）由圖可知，當(dāng)溫度100℃時(shí)熱敏電阻為100Ω；
由于此時(shí)電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值，故U=3V；
因?yàn)镽_熱與R串聯(lián)，所以電路中的電流I=I===0.03A；
電源電壓為U=I（R+R_熱）=0.03A×（100Ω+100Ω）=6V．
（2）由圖可知，電阻隨溫度的變化越來(lái)越慢，即電阻不與溫度成正比，則變化相同溫度時(shí)，電阻的變化值不同，那么干路電流的變化值也不同；故定值電阻兩端電壓的變化值不是定值，因此所改表盤的刻度不均勻．
（3）當(dāng)溫度t'=0℃時(shí)，R_熱'與R串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，可得：
U'===1V
此時(shí)電壓表示數(shù)為1V；
即改畫(huà)的水溫度表刻度盤上的0℃應(yīng)對(duì)應(yīng)在電壓表刻度表上1V的位置．
故答案為：（1）100，6；（2）不是；（3）1．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，側(cè)重考查了學(xué)生的讀圖能力，關(guān)鍵是能從圖象中讀出當(dāng)溫度t=100℃時(shí)熱敏電阻的阻值，難度較大．