Question

一些材料的電阻隨溫度的升高而變化．
（1）如圖1（甲）是由某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，若用該電阻與電池（電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為5mA、內(nèi)阻不計(jì)）、電阻箱R′串聯(lián)起來(lái)，連接成如圖1（乙）所示的電路，用該電阻做測(cè)溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的“金屬電阻溫度計(jì)”．

①電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度

 

；（填“較大”或“較小”）
②若電阻箱阻值R′=150Ω，在丙圖中標(biāo)出空格處對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值為

 

℃．
（2）PTC元件由于材料的原因有特殊的導(dǎo)電特性．現(xiàn)有一由PTC元件做成的加熱器，實(shí)驗(yàn)測(cè)出各溫度下它的阻值，并作出了1/R-t的關(guān)系如圖2．已知它向四周散熱的功率為P_Q=0.1（t-t₀）瓦，其中t（單位為℃）為加熱器的溫度，t₀為室溫（本題取20℃）．當(dāng)加熱器產(chǎn)生的焦耳熱功率P_R和向四周散熱的功率P_Q相等時(shí)加熱器溫度保持穩(wěn)定．加熱器接在200V的電源上．
①加熱器工作的穩(wěn)定溫度為

 

℃；
②加熱器的恒溫原理為：當(dāng)溫度稍高于穩(wěn)定溫度時(shí)加熱器電阻

 

（填“增大”“不變”“減小”），產(chǎn)生的焦耳熱的功率

 

散熱的功率（填“大于”“等于”，“小于”），溫度將下降；反之當(dāng)溫度稍低于穩(wěn)定溫度時(shí)也控制溫度上升，從而保持溫度穩(wěn)定．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電路中電流與電阻R的關(guān)系，電路中電流越大，該電阻的阻值越大，由圖象可知溫度越高．當(dāng)電流為5mA時(shí)，由閉合電路歐姆定律求出電阻R的值，根據(jù)圖象讀出對(duì)應(yīng)的溫度．
（2）當(dāng)發(fā)熱功率與散熱溫度相等時(shí)，物體溫度處于恒定，則由圖可知其穩(wěn)定溫度．
由圖可知當(dāng)溫度高于穩(wěn)定溫度時(shí)發(fā)熱功率的變化及發(fā)熱功率與散熱功率間的關(guān)系，由功率公式P=

U2

R

可知電阻的變化．

解答：解：（1）①根據(jù)閉合電路歐姆定律得
   電路中電流I=

E

R+R′

，可見(jiàn)，電阻R越小，電流I越大，對(duì)應(yīng)的溫度越低，所以電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度較�。�
     ②當(dāng)電流為5mA時(shí)，由閉合電路歐姆定律I=

E

R+R′

，得
    R=

E

I

-R′=

1.5

5×10-3

-150）=150Ω，
由R-t圖象，根據(jù)數(shù)學(xué)得到R=t+100（Ω），當(dāng)R=150Ω，t=50°C．
（2）①P_Q=0.1（t-t₀），P_Q與溫度t之間關(guān)系的圖象如圖
由圖可知，當(dāng)溫度為70℃時(shí)，發(fā)熱功率和散熱功率相等，即此時(shí)物體的溫度不再變化；
②當(dāng)溫度稍高于穩(wěn)定溫度時(shí)：加熱器電阻增大，產(chǎn)生的焦耳熱的功率小于散熱的功率，溫度將下降
故答案為：
（1）①較小  ②50℃
（2）①70℃；②增大   小于

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)圖象的理解及應(yīng)用，圖象法為物理中常用方法，應(yīng)學(xué)會(huì)熟練應(yīng)用．在應(yīng)用中重點(diǎn)掌握：（1）圖象中坐標(biāo)的含義；（2）圖象的變化；（3）截矩的意義；（4）斜率的意義．