Question

1．某同學嘗試把一個靈敏電流表改裝成溫度表，他所選用的器材有：靈敏電流表（待改裝），學生電源（電動勢為E，內阻不計），滑動變阻器，單刀雙擲開關，導線若干，導熱性能良好的防水材料，標準溫度計，PTC熱敏電阻R_t（PTC線性熱敏電阻的阻值與攝氏旁溫度t的關系為R_t=a+kt，a＞0，k＞0）．設計電路如圖所示，并按如下步驟進行操作：
（1）該電路圖連接好實驗器材； 
（2）將滑動變阻器滑片P滑到a端（填“a”或“b”），單刀雙擲開關S擲于c端（填“c”或“d”），調節(jié)滑片P使電流表滿偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不動，設此時電路總電阻為R，斷開電路；
（3）容器中倒入適量開水，觀察標準溫度計，每當標準電流表的示數(shù)下降5℃，就將開關S置于d端，并記錄此時的溫度t和對應的電路表的示數(shù)I，然后斷開開關，請根據溫度表的設計原理和電路圖，寫出電流與溫度的關系式I=$\frac{E}{R+a+kt}$（用題目中給定的符號）
（4）根據對應溫度記錄的電流表示數(shù)，重新刻制電流表的表盤，改裝成溫度表，根據改裝原理，此溫度表表盤刻度線的特點是：低溫刻度在右側（填“左”或“右”），刻度線分布是否均勻？否（填“是”或“否”）

Answer 1

分析 由題可知，該實驗的原理是利用閉合電路的歐姆定律，測出不同溫度條件下，即不同的電阻值下的電流，然后將電流與溫度相對應，把電流計改裝為溫度計．結合該原理，需要向選取電路中合適的變阻器電阻值，然后測定不同溫度下的電流，最后標注即可．

解答 解：（2）根據實驗的原理可知，需要先選取合適的滑動變阻器的電阻值，結合滑動變阻器的使用的注意事項可知，開始時需要將滑動變阻器滑片P滑到 a端，乙保證電流表的使用安全；然后將單刀雙擲開關S擲于 c端，調節(jié)滑片P使電流表滿偏，設此時電路總電阻為R，斷開電路．
（3）當溫度為t時，熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關系為：R₁=a+kt，根據閉合電路的歐姆定律可得，I=$\frac{E}{R+{R}_{1}}$=$\frac{E}{R+a+kt}$
（4）由上式可知，溫度越高，電流表中的電流值越小，所以低溫刻度在表盤的右側；由于電流與溫度的關系不是線性函數(shù)，所以表盤的刻度是不均勻的．
故答案為：（2）a，c，滿偏（或指針到最大電流刻度）；（3）$\frac{E}{R+a+kt}$；（4）右，否

點評 該實驗中，將電流表改變?yōu)闇囟扔�，解答的前提是一定要理解該實驗的原理，第四�?對表盤的刻度是難點，要充分理解電流與溫度之間的關系．