Question

影響物質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；半導體材料的電阻率則隨溫度的升高而減��；
（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（電動勢E=1.5V，內阻不計）、電流表（量程為5mA、內阻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的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”．
①電流刻度較大處對應的溫度刻度值

 

；（填“較大”或“較小”）
②若電阻箱阻值R′=50Ω，在丙圖中空格處（5mA）對應的溫度數(shù)值為

 

℃．

（2）PTC元件由于材料的原因有特殊的導電特性，其電阻隨溫度變化關系復雜．現(xiàn)有一只由PTC元件做成的加熱器，實驗測出各溫度下它的阻值，數(shù)據(jù)如下：

t/℃	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
R/kΩ	14	11	7	3	4	5	6	8	10	14	16

加熱器接到200V的電源上，在方格紙上已根據(jù)反復實驗的大量實驗數(shù)據(jù)作出了PTC加熱器功率P_R隨溫度t的變化關系曲線，已知PTC加熱器器外表面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℃）．
①請在同一坐標平面內作出P_Q與溫度t之間關系的圖象
②加熱器工作的穩(wěn)定溫度為

 

℃；
③加熱器保持工作穩(wěn)定溫度的原理為：
當溫度稍高于穩(wěn)定溫度時：

 

；
當溫度稍低于穩(wěn)定溫度時：

 

從而保持溫度穩(wěn)定．                        

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．當電流為5mA時，由閉合電路歐姆定律求出電阻R的值，根據(jù)圖象讀出對應的溫度．
（2）當發(fā)熱功率與散熱溫度相等時，物體溫度處于恒定，則由圖可知其穩(wěn)定溫度．
由圖可知當溫度高于穩(wěn)定溫度時發(fā)熱功率的變化及發(fā)熱功率與散熱功率間的關系，由功率公式P=

U2

R

可知電阻的變化．

解答：解：（1）①根據(jù)閉合電路歐姆定律得
   電路中電流I=

E

R+R′

，可見，電阻R越小，電流I越大，對應的溫度越低，所以電流刻度較大處對應的溫度刻度較�。�
     ②當電流為5mA時，由閉合電路歐姆定律I=

E

R+R′

，得
    R=

E

I

-R′=150Ω，
由R-t圖象，根據(jù)數(shù)學得到R=t+100（Ω），當R=150Ω，t=50°C．
（2）①P_Q=0.1（t-t₀），P_Q與溫度t之間關系的圖象如圖

②由圖可知，當溫度為70℃時，發(fā)熱功率和散熱功率相等，即此時物體的溫度不再變化；
③當溫度稍高于穩(wěn)定溫度時：加熱器電阻增大，產(chǎn)生的焦耳熱的功率小于散熱的功率，溫度將下降
當溫度稍低于穩(wěn)定溫度時：加熱器電阻減小，產(chǎn)生的焦耳熱的功率大于散熱的功率，溫度將上升．

故答案為：（1）①較小          ②50
（2）①如圖
②70
③加熱器電阻增大，產(chǎn)生的焦耳熱的功率小于散熱的功率，溫度將下降
加熱器電阻減小，產(chǎn)生的焦耳熱的功率大于散熱的功率，溫度將上升．

點評：本題考查學生對圖象的理解及應用，圖象法為物理中常用方法，應學會熟練應用．在應用中重點掌握：（1）圖象中坐標的含義；（2）圖象的變化；（3）截矩的意義；（4）斜率的意義．