问题 问答题

影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小,PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性.

(1)如图(甲)是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E=1.5V,内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻不计)、电阻箱R′串联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.

①电流刻度较大处对应的温度刻度______.(填“较大”或“较小”)

②若电阻箱阻值R′=150Ω,在丙图中标出空格处对应的温度数值为______℃.

(2)一由PTC元件做成的加热器,其

1
R
-t的关系如图(丁)所示.已知它向四周散热的功率为PQ=0.1(t-t0)瓦,其中t(单位为℃)为加热器的温度,t0为室温(本题取20℃).当加热器产生的热功率PR和向四周散热的功率PQ相等时加热器温度保持稳定.现将此加热器接到200V的电源上(内阻不计),则加热器工作的稳定温度为______℃.

答案

(1)①由题意可知,金属材料的电阻率随温度的升高而增大,故导体阻值变大,由闭合电路欧姆定律可知,温度升高,电阻增大,则电流减小,故电流较大处对应的温度刻度较小;

②由图可知,最大处电流为5mA;则由闭合电路欧姆定律可知,此时电阻R=

U
I
-150Ω=
1.5V
5mA
-150=150Ω;由R-t图象,根据数学得到R=t+100(Ω),当R=150Ω,t=50°C.

(2)由题意得:PQ=0.1(t-t0)=

U2
R
,可得出
1
R
与t的关系曲线如图所示,两图象的交点为平衡状态;由图可知,恒定温度应为70℃

故答案为:(1)①较小;②50;(2)700C(680C~720C)

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