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（電動勢E=1.5V，內阻不計）、電流表（量程為5mA、內阻不計）、電阻箱R′串聯起來，連接成如圖1（乙）所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”．

①電流刻度較大處對應的溫度刻度

 

；（填“較大”或“較小”）
②若電阻箱阻值R′=150Ω，在丙圖中標出空格處對應的溫度數值為

 

℃．
（2）PTC元件由于材料的原因有特殊的導電特性．現有一由PTC元件做成的加熱器，實驗測出各溫度下它的阻值，并作出了1/R-t的關系如圖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℃）．當加熱器產生的焦耳熱功率P_R和向四周散熱的功率P_Q相等時加熱器溫度保持穩定．加熱器接在200V的電源上．
①加熱器工作的穩定溫度為

 

℃；
②加熱器的恒溫原理為：當溫度稍高于穩定溫度時加熱器電阻

 

（填“增大”“不變”“減小”），產生的焦耳熱的功率

 

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

Answer 1

分析：（1）根據閉合電路歐姆定律分析電路中電流與電阻R的關系，電路中電流越大，該電阻的阻值越大，由圖象可知溫度越高．當電流為5mA時，由閉合電路歐姆定律求出電阻R的值，根據圖象讀出對應的溫度．
（2）當發熱功率與散熱溫度相等時，物體溫度處于恒定，則由圖可知其穩定溫度．
由圖可知當溫度高于穩定溫度時發熱功率的變化及發熱功率與散熱功率間的關系，由功率公式P=

U2

R

可知電阻的變化．

解答：解：（1）①根據閉合電路歐姆定律得
   電路中電流I=

E

R+R′

，可見，電阻R越小，電流I越大，對應的溫度越低，所以電流刻度較大處對應的溫度刻度較小．
     ②當電流為5mA時，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，根據數學得到R=t+100（Ω），當R=150Ω，t=50°C．
（2）①P_Q=0.1（t-t₀），P_Q與溫度t之間關系的圖象如圖
由圖可知，當溫度為70℃時，發熱功率和散熱功率相等，即此時物體的溫度不再變化；
②當溫度稍高于穩定溫度時：加熱器電阻增大，產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

點評：本題考查學生對圖象的理解及應用，圖象法為物理中常用方法，應學會熟練應用．在應用中重點掌握：（1）圖象中坐標的含義；（2）圖象的變化；（3）截矩的意義；（4）斜率的意義．