Question

某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置，将一灵敏电流表改装为温度计．提供的实验器材有：灵敏电流表(量程为1.0 mA，内阻为300 Ω)，学生电源(输出电压为U＝2.0 V，内阻不计)，滑动变阻器R₁(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R₂(最大阻值为3 000 Ω)，单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻R_T，导线若干．已知热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为R_T＝2.5t－15(Ω)，实验步骤如下：

a．按照电路图连接好实验器材；

b．为不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片P调整到a端；然后将单刀双掷开关掷于c端，调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在________(选填“中央刻线”或“满刻线”)位置，并在以后的操作中使滑片P________(选填“位置不变”、“置于a端”或“置于b端”)；

c．在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于d端，随着热水温度的下降，记录若干个灵敏电流表的示数；

d．根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作灵敏电流表的刻度盘，改装成温度计．

(1)为使改装的温度计的量程足够大，将实验步骤b补充完整．

(2)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选________(填“R₁”或“R₂”)．

(3)灵敏电流表的电流I与热水温度t之间的函数关系式为I＝________(A)，该温度计能够测量的最低温度为________℃.

(4)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的________(填“左”或“右”)侧，刻度盘上的刻度________(填“均匀”或“不均匀”)．

Answer

满刻线位置不变R26右不均匀

【解析】

本题创新性地考查了电表的改装及其改装的原理，意在考查考生对物理规律的理解能力．

(1)调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在满刻线位置，并在以后的操作中使滑片P位置不变。

(2)由于灵敏电流表的内阻只有300 Ω，所以当灵敏电流表达到满偏时，有，将U＝2.0 V，Rg＝300 Ω及I＝1.0×10－3 A代入可得R＝1 700 Ω，应选择滑动变阻器R2。

(3)由于滑动变阻器的滑片在以后的实验中保持不动，则滑动变阻器接入电路的阻值和电流表的内阻之和为2 000 Ω。当开关掷于d端时，有，又因为RT＝2.5t－15(Ω)，代入并整理可得，当电流表达到满偏时，此时测量的温度为该温度计能够测量的最低温度，将I＝1.0×10－3 A代入上式可得t＝6℃。

(4)由可知，电流随温度不是均匀变化的，刻度盘上的刻度不均匀；温度越低，电流越大，指针越向右偏，低温刻度应在刻度盘的右侧。