问题 问答题

一些材料的电阻随温度的升高而变化.

(1)如图1(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1(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)PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性.现有一由PTC元件做成的加热器,实验测出各温度下它的阻值,并作出了1/R-t的关系如图2.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℃).当加热器产生的焦耳热功率PR和向四周散热的功率PQ相等时加热器温度保持稳定.加热器接在200V的电源上.

①加热器工作的稳定温度为______℃;

②加热器的恒温原理为:当温度稍高于稳定温度时加热器电阻______(填“增大”“不变”“减小”),产生的焦耳热的功率______散热的功率(填“大于”“等于”,“小于”),温度将下降;反之当温度稍低于稳定温度时也控制温度上升,从而保持温度稳定.

答案

(1)①根据闭合电路欧姆定律得

   电路中电流I=

E
R+R′
,可见,电阻R越小,电流I越大,对应的温度越低,所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小.

     ②当电流为5mA时,由闭合电路欧姆定律I=

E
R+R′
,得

    R=

E
I
-R′=
1.5
5×10-3
-150)=150Ω,

由R-t图象,根据数学得到R=t+100(Ω),当R=150Ω,t=50°C.

(2)①PQ=0.1(t-t0),PQ与温度t之间关系的图象如图

由图可知,当温度为70℃时,发热功率和散热功率相等,即此时物体的温度不再变化;

②当温度稍高于稳定温度时:加热器电阻增大,产生的焦耳热的功率小于散热的功率,温度将下降

故答案为:

(1)①较小  ②50℃

(2)①70℃;②增大   小于

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