Question

【題目】某興趣小組在閱讀了半導(dǎo)體材料相關(guān)信息后，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，現(xiàn)想將電流表（選用0-0.6A的量程）改為溫度表盤，其中R2為多種半導(dǎo)體材料混合制成的電阻，其阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示�，F(xiàn)將R2置于25℃的某溫箱中，電流表示數(shù)恰為0.2A；若設(shè)計(jì)的此電路所能測(cè)量的最高溫為75℃。

（1）求出該興趣小組選用的電源電壓大小和定值電阻R1的阻值______ _______.

（2）當(dāng)R2的溫度為28℃時(shí)，電阻R2的電功率為多少______________。

（3）寫出通過(guò)R2的電流I2與其兩端電壓U2變化關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式：____________

（4）改裝成的溫度表盤的刻度_______（選填“均勻”或“不均勻”）

（5）若在R1兩端并聯(lián)一個(gè)電壓表，隨著溫箱溫度的改變，電流表與電壓表的示數(shù)________（選填“成”或“不成”）正比。

Answer 1

【答案】4.5V 5Ω 0.9W I2= 不均勻 成

【解析】

(1)如圖甲所示, R1和R2串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，由圖乙知，25℃時(shí)：R2的阻值為17.5Ω，此時(shí)，電路中的電流為0.2A，環(huán)境溫度越高，R2阻值越小，電路電流越小，據(jù)題意此電路所能測(cè)量的最高溫為75℃，由圖乙知，75℃時(shí)：R2的阻值為2.5Ω，電流表選用0-0.6A的量程，即當(dāng)R2=2.5Ω時(shí)，電路中的電流為0.6A，

根據(jù)歐姆定律，電源電壓等于：

U=I(R1R2)=0.2A×(R1+17.5Ω)=0.6A(R12.5Ω)，解得：R1=5Ω,

電源電壓U=0.2A×(5Ω+17.5Ω)=4.5V;

(2)當(dāng)溫度為28℃時(shí),R′2=10Ω,電路中電流為I′===0.3A，

電阻R2的電功率為：P2=(I′)2R2=(0.3A)2×10Ω=0.9W。

(3) 根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律和歐姆定律，通過(guò)R2的電流I2=I1===：

(4)由題知，當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A，對(duì)應(yīng)的溫度為25℃，當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A，對(duì)應(yīng)的溫度為28℃，當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，對(duì)應(yīng)的溫度為75℃，因此改裝成的溫度表盤的刻度不均勻；

(5) 若在R1兩端并聯(lián)一個(gè)電壓表，電流表與電壓表的示數(shù)的比值等于R1的阻值，R1是定值電阻，因此電流表與電壓表的示數(shù)成正比。