Question

6．影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，半導(dǎo)體材料的電阻率則隨溫度的升高而減小，PTC元件由于材料的原因有特殊的導(dǎo)電特性．
（1）如圖（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(dòng)勢E=1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程為5mA、內(nèi)阻R_g=100Ω）、電阻箱R′串聯(lián)起來，連接成如圖（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(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡單的“金屬電阻溫度計(jì)”．
①電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度較�。唬ㄌ睢拜^大”或“較小”）
②若電阻箱阻值R′=50Ω，在丙圖中標(biāo)出空格處對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值．
（2）一由PTC元件做成的加熱器，實(shí)驗(yàn)測出各溫度下它的阻值，數(shù)據(jù)如下：

t/0C	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
R/kΩ	14	11	7	3	4	5	6	8	10	14	16
R2/kΩ2	196	121	49	9	16	25	36	64	100	196	256
R-1/kΩ-1	0.07	0.09	0.14	0.33	0.28	0.20	0.17	0.13	0.10	0.07	0.06

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°C）．當(dāng)加熱器產(chǎn)生的焦耳熱功率P_R和向四周散熱的功率P_Q相等時(shí)加熱器溫度保持穩(wěn)定．加熱器接到200V的電源上，在方格紙上作出P_R和P_Q與溫度t之間關(guān)系的圖象加熱器工作的穩(wěn)定溫度為70⁰C；（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電路中電流與電阻R的關(guān)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(dāng)電流為5mA時(shí)，由閉合電路歐姆定律求出電阻R的值，根據(jù)圖象讀出對(duì)應(yīng)的溫度．
（2）當(dāng)發(fā)熱功率與散熱溫度相等時(shí)，物體溫度處于恒定，則由圖可知其穩(wěn)定溫度．

解答 解：（1）①根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
電路中電流I=$\frac{E}{R+R′}$，可見，電阻R越小，電流I越大，對(duì)應(yīng)的溫度越低，所以電流刻度較大處對(duì)應(yīng)的溫度刻度較�。�
②當(dāng)電流為5mA時(shí)，由閉合電路歐姆定律I=$\frac{E}{R+R′}$，得：
R=$\frac{E}{r}$-R′=150Ω，
由R-t圖象，根據(jù)數(shù)學(xué)得到：R=t+100（Ω），當(dāng)R=150Ω，t=50°C．
（2）P_Q=0.1（t-t₀），P_Q與溫度t之間關(guān)系的圖象如圖

由圖可知，當(dāng)溫度為70℃時(shí)，發(fā)熱功率和散熱功率相等，即此時(shí)物體的溫度不再變化．
故答案為：（1）①較��；②50⁰C；（2）如圖，70

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)圖象的理解及應(yīng)用，圖象法為物理中常用方法，應(yīng)學(xué)會(huì)熟練應(yīng)用．在應(yīng)用中重點(diǎn)掌握：（1）圖象中坐標(biāo)的含義；（2）圖象的變化；（3）截矩的意義；（4）斜率的意義．