Question

有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为热敏电阻．如图甲所示是某

有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为热敏电阻．如图甲所示是某热敏电阻R的阻值随温度变化的图象，小江同学利用所学的物理知识用该热敏电阻R和电压表设计了一只水温表，图乙是这个水温表的原理图，图中的电压表的量程为0～3V；定值电阻R0的阻值为100Ω，当水温达到16℃时，电压表的示数为1.5V．（1）根据图象判断该热敏电阻的阻值随温度的变化关系是：______；（2）求电源电压；（3）计算说明改装的水温表刻度盘上的0℃应该在电压表刻度盘的什么数值位置；（4）小江同学设计的水温表能够测量的最高温度是多少．（提醒：本题（2）、（3）、（4）小题均需写出计算过程，否则不能得分）

Answer 1

（1）由图甲所示图象可知，随温度升高，热敏电阻阻值减小；
（2）由图甲所示图象可知，当温度为16℃时，热敏电阻阻值300Ω，
由题意可知，此时电压表示数为1.5V，此时电路中的电流：I=

U0

R0

=

1.5V

100Ω

=0.015A，
电源的电压：U=I（R+R₀）=0.015A×（300Ω+100Ω）=6V；
（3）由图甲所示图象可知，该热敏电阻在0℃时的电阻值为400Ω，
电路中电流为I_总=

U

R+R0

=

6V

400Ω+100Ω

=0.012A，
电压表示数为：U₀=I₀R₀=0.12A×100Ω=1.2V；
（4）由题意可知，水温达到最高时，U₀=3V，
电路电流：I=

U0

R0

=0.03A，
热敏电阻两端电压：U_R=U_总-U₀=3V，
热敏电阻阻值：R=

UR

I

=

3V

0.003A

=100Ω
由图象可知，水温表能够测量的最高温度是100℃；
答：（1）该热敏电阻的阻值随温度的变化关系是：热敏电阻阻值随温度升高而减小；
（2）电源电压为；
（3）改装的水温表刻度盘上的0℃应该在电压表刻度盘的1.2V数值位置；
（4）小江同学设计的水温表能够测量的最高温度是100℃．