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-17张 17页

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 I 1 。 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。 (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=R 0 +kt 计算。由图有 120=R 0 +50k,104=R 0 +10k, 解得 R 0 =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)100 　 0.4 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 R 1 为热敏电阻 ,R 2 为电阻丝 , 请简述其工作原理。 【 解析 】 开始时水温较低 ,R 1 阻值较大 , 电阻丝 R 2 对水进行加热 ; 当水温达到 100 ℃ 左右时 ,R 1 阻值变得很小 ,R 2 被短路 , 将停止加热 ; 当温度降低到 80 ℃ 时 ,R 1 阻值又变得很大 ,R 2 又开始加热。这样就可达到保温的效果。 答案 : 见解析