Question

材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間稱(chēng)做半導(dǎo)體。有一種半導(dǎo)體其電阻大小隨溫度的變化而明顯改變，利用這種半導(dǎo)體材料制成的電阻叫熱敏電阻。熱敏電阻可以用來(lái)測(cè)量溫度的變化，且反應(yīng)快，精度高。李明同學(xué)為了檢測(cè)他家蔬菜大棚內(nèi)的溫度變化，他用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的電路，其中電源電壓是3V，熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像如圖所示，電流表的量程是0－100mA。為了能從電流表直接讀出大棚內(nèi)的氣溫，他將電流表的刻度盤(pán)改畫(huà)成溫度的刻度，這樣改造后的電流表就成了氣溫表。

(1)請(qǐng)你幫他計(jì)算,改造成的氣溫表能測(cè)量的最高溫度是多少？(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。)
(2)結(jié)合圖像分析，你認(rèn)為李明設(shè)計(jì)的電路有什么不妥之處?
(3)在保持現(xiàn)有元件不變的條件下，再         (串聯(lián)/并聯(lián))一個(gè)電阻，使該氣溫表的量程擴(kuò)大到60℃，求新增電阻的阻值。
(4)根據(jù)你設(shè)計(jì)的電路，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，此氣溫表的0℃時(shí)電流表讀數(shù)多少？

Answer 1

1)25℃   (2)電路中的電流增大，從而超過(guò)電流表的量程，損壞電流表(3)串聯(lián)   20Ω  (4)0.025A

解析試題分析：解：（1）因電流表的使用時(shí)不能超過(guò)它的量程，所以當(dāng)電流表達(dá)到滿(mǎn)刻度時(shí)，電路中的電流為100mA=0.1A；
此時(shí)，電路中的電阻為：R="U/" I ="3V/" 0.1A =30Ω；
由圖象可知，熱敏電阻的阻值為30Ω時(shí)溫度為25℃．
（2）經(jīng)上面分析可知：當(dāng)溫度達(dá)到25℃后，若溫度繼續(xù)升高，熱敏電阻的阻值減小，因電路中只有熱敏電阻接入，會(huì)使電路中的電流增大，從而超過(guò)電流表的量程，損壞電流表，所以李明設(shè)計(jì)的電路不妥。
（3）為使氣溫表的量程擴(kuò)大到60℃，即氣溫達(dá)到60℃時(shí)，電路中的電流不能超過(guò)0.1A，又因此時(shí)熱敏電阻的阻值為10Ω，所以在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，
當(dāng)電流表達(dá)到滿(mǎn)刻度時(shí)，電路中的電阻為30Ω，即R_總=30Ω．
所以串聯(lián)的電阻為R₂=R_總-R₁=30Ω-10Ω=20Ω。
（4）由圖象可知：0℃時(shí)，熱敏電阻的阻值為100Ω，此時(shí)，電路總的電流是：I="U/" R_總="3V/(" 100Ω+20Ω) =0.025A。
考點(diǎn)：歐姆定律
點(diǎn)評(píng)：本題重點(diǎn)考查歐姆定律的靈活應(yīng)用，有一定難度。