2020版高中物理 第4章 传感器与现代社会 2 探究热敏电阻的温度特性曲线课件 沪科版选修3-2

4.2探究热敏电阻的温度特性曲线【实验目的】1.探究热敏电阻的阻值随温度变化的规律。2.描绘出热敏电阻的R-t图像。【实验原理】热敏电阻的电阻率随温度的变化而变化,通过测量不同温度下的电阻值,即可根据实验数据作出热敏电阻的R-t图像。电路图如图所示。【实验器材】电流表、电压表、电源、滑动变阻器、开关、热敏电阻、烧杯(或保温桶)、热水、温度计、坐标纸等。【实验过程】1.将热敏电阻用塑料薄膜紧贴着包裹一层,使得水浴时热敏电阻的引线不直接与水接触。2.按图连接好电路,并将热敏电阻放于烧杯中。3.闭合开关S,调节滑片P,使电压表读数合适,即指针有较大角度偏转,但不超过伏特表量程,记下电压U。4.将烧杯中倒入适量开水,读出此时温度t(或T)以及电压表读数U和电流I1。5.分若干次向烧杯中倒入适量冷水,读出不同温度下的电压U和电流I,填入记录表格中。【注意事项】1.合理选择电流表和电压表的量程,使测量值接近电表满刻度以减小误差。2.每次改变水温后,等热敏电阻的温度与水温相同后再进行实验和读数。3.作图时要用平滑曲线拟合各点,不要用折线,个别偏离曲线较远的点可以舍掉不用。类型一探究热敏电阻的温度特性【典例1】某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性,现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。世纪金榜导学号(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在图甲的实物图上连线。(2)实验的主要步骤:①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值。②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,记录__________,记录__________,断开开关。③重复第②步操作若干次,测得多组数据。(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图乙的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R=________+________t(Ω)(保留3位有效数字)。【解析】(1)直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定,故只需要将电压表与电阻并联测量出电压即可,实物图连线如图。(2)本实验要测量电阻值和温度值的关系,电阻要用欧姆定律计算,由于电流恒定且已知,故需测量电压和温度。(3)从图中取相距较远的两个特殊点,代入R=R0+kt计算。由图有120=R0+50k,104=R0+10k,解得R0=100Ω,k=0.4,故该热敏电阻的R-t关系式为R=100+0.4t。答案:(1)见解析(2)温度计数值电压表数值(3)1000.4类型二热敏电阻的应用【典例2】一热敏电阻在温度为80℃时阻值很大,当温度达到100℃时阻值就很小。今用一电阻丝给水加热,并配以热敏电阻以保持水温在80～100℃之间,可将电阻丝与热敏电阻并联,一起放入水中,如图所示。图中R1为热敏电阻,R2为电阻丝,请简述其工作原理。世纪金榜导学号【解析】开始时水温较低,R1阻值较大,电阻丝R2对水进行加热;当水温达到100℃左右时,R1阻值变得很小,R2被短路,将停止加热;当温度降低到80℃时,R1阻值又变得很大,R2又开始加热。这样就可达到保温的效果。答案:见解析