Question

（1）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5Ω．热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1Ω）、直流电压表（内阻约5kΩ）、滑动变阻器（0～20Ω）、开关、导线若干．

①在图（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．
②根据电路图，在图（b）的实物图上连线．
③简要写出完成接线后的主要实验步骤
1）往保温杯中加入热水，稍等读出温度值．
2）______；
3）重复①，②测出不同温度下的数据．
4）______．
（2）广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略；C为内阻不计的灵敏电流表；R为保护电阻；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示．则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=______；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I₁=2.25mA，则当电流表的示数I₂=3.6mA时，热敏电阻R的温度是______摄氏度．

Answer

（1）在研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线时，需要多测量数据，因此滑动变阻器采用分压接法，由于待测电阻的阻值较小，因此安培表需要外接．
（2）由题意可知实验的原理，则根据实验的原理及实验目的根据已有提示找出合理的实验步骤；
从图线上取两个点，运用数学函数的知识得到电阻随温度变化的关系式即可；
（2）将温度值代入第一问的函数表达式中，就得到相应的电阻值；
（3）先根据闭合电路欧姆定律得到热敏电阻的电阻值，然后代入电阻值与温度的函数表达式得到对应的温度即可．
【解析】
（1）①在研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线时，需要多测量数据，因此滑动变阻器采用分压接法，由于待测电阻的阻值较小，因此安培表需要外接，故原理图如下：

②根据原理图连接实物图如下所示：

③由题意可知，本实验是研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，故应测出温度及电流电压值；并多次实验；故实验的步骤应为：
a、往保温杯中加入一些热手，待温度稳定时读出温度计的值；
b、调节滑动变阻器，快速读出电流表和电压表的值；
c、重复以上步骤，测出不同温度下数据；
d、绘出不同温度下热敏电阻的伏安特性曲线；
故答案为：调节R，快速测出多组I，U值；绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线．
（2）设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为：R=kt+R
当t=40°C时，R=3.5kΩ，有
3.5=40k+R          ①
当t=120°C时，R=2kΩ，有
2=120k+R           ②
由①②解得
R=-1.875×10-2 t+4.25，
代入数据，可知当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是120度．
故答案为：-1.875×10-2t+4.25，120．