《2025年绩优学案九年级物理全一册北师大版》

【典例2】有一种半导体材料的电阻随着温度的变化情况如下表所示。用这种材料制成的热敏电阻$R$与电压表等元件连成图12-6-2所示电路，电源电压为$6\ V$，电压表量程为$0\sim3\ V$，$R_{0}$阻值为$500\ \Omega$。若把电压表的刻度盘改为表示水温的刻度盘，则下列说法正确的是(D)



A.水温刻度均匀，环境温度越高，对应电压表示数越小
B.水温刻度不均匀，环境温度越高，对应电压表示数越大
C.水温刻度盘上的$100\ \celsius$与电压表$1\ V$对应
D.水温刻度盘上的$0\ \celsius$与电压表$3\ V$对应
解题关键 由电路图可知，热敏电阻$R$与电阻$R_{0}$串联，电压表测热敏电阻两端的电压。根据欧姆定律求出电路中电流$I=\frac{U}{R+R_{0}}$，电压表的示数$U_{R}=IR$，由表中数据可知：温度变化相同时电阻的变化量不相同，据此判断温度刻度是不均匀的。环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，由串联电路的分压特点可知，热敏电阻两端的电压越小。根据表格找出温度为$100\ \celsius$和$0\ \celsius$时对应的电阻，把数据代入上述表达式可求出此时电压表的示数。

答案： 典例2 D

【典例3】传感器能感受到被测量的信息，并将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的关键元件。由于用金属制成的电阻阻值会随着温度的升高而增大，因此用金属丝制作的感温电阻叫作热电阻，可用来作温度传感器。热电阻大都由纯金属材料制成，应用最多的是铂和铜。市面上有一种铜热电阻温度传感器$Cu50$，如图12-6-3甲所示，铜热电阻封装在传感器的探头内。某物理兴趣小组查到了$Cu50$的阻值随温度变化的一些信息，并绘制出了图12-6-3乙所示图像。该小组想利用这种传感器制作一个温度计。他们准备的实验器材如下：电源(电压为$1.5\ V$)、灵敏电流表(量程为$0\sim25\ mA$)、滑动变阻器$R_{1}$、开关、导线若干。

(1) 铜热电阻温度传感器$Cu50$是用导体(选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制成的。
(2) 在标准大气压下，将铜热电阻温度传感器$Cu50$放入冰水混合物中时，其阻值是50$\Omega$。
(3) 若直接将电源、开关、灵敏电流表、铜热电阻温度传感器$Cu50$串联在一个电路中作为测温装置，如图12-6-3丙所示，其中$R$为铜热电阻，则闭合开关后，当温度升高时，灵敏电流表的示数变小(选填“变大”“变小”或“不变”)，该电路能测的最低温度为50$\celsius$。
(4) 该实验小组为了使温度从$0\ \celsius$开始测量，又设计了图12-6-3丁所示的电路图，其中$R$为铜热电阻，$R_{1}$为滑动变阻器，并进行了如下操作：
a. 将传感器探头放入冰水混合物中，过一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器$R_{1}$，使灵敏电流表指针指在满刻度，此时$R_{1}=$10$\Omega$；
b. 保持滑动变阻器的阻值不变，把传感器探头放入热水中，过一段时间后闭合开关，发现灵敏电流表的读数为$20\ mA$，则热水的温度为75°C。
解题关键 (4) a. 将传感器探头放入冰水混合物中，温度为$0\ \celsius$，由图乙可得，此时$Cu50$的阻值为$R=50\ \Omega$，过一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器$R_{1}$，使灵敏电流表指针满偏，根据$R_{1}=R_{总min}-R$得出此时滑动变阻器阻值；b. 当电流为$20\ mA$时，根据欧姆定律得出$Cu50$的阻值，由图乙可知电阻随温度的变化规律为$R=50+0.2t$，代入数据即可得出温度。

答案： 典例3
(1)导体
(2)50
(3)变小 50
(4)10 75°C