21. 物理兴趣小组的同学在学习电阻相关知识时发现,有的电阻阻值会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化。那么,热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系？为此,他们在实验室对热敏电阻进行探究。
(1)经过讨论,同学们组装了如图 16 - 62(a) 所示的装置进行实验,实验中通过______来反映电阻的大小。电路中电阻 $ R_0 $ 的作用是______。
(2)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,电源电压不变,记录的数据见下表。分析实验数据可知,该热敏电阻的阻值随温度升高而______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
|温度 $ t/°C $|10|20|30|40|50|60|70|
|电流 $ I/A $|0.12|0.16|0.22|0.28|0.34|0.44|0.54|
(3)为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,实验中还需要增加的器材是______。
(4)实验结束后,同学们一起动手将这个热敏电阻和一个电压表改装成一个指针式温度计,设计的电路如图 16 - 62(b) 所示。若要使电压表的示数随温度的升高而增大,则应在图中的______(选填“a、b”“b、c”或“a、c”)之间接入电压表。

电流的
表示数
保护电路
减小
电压表
a、b

【解析】
(1) 在电源电压不变的情况下，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路中电阻的变化会引起电流的变化，因此可以通过电流表示数的大小来反映电阻的大小（转换法）；定值电阻$R_0$与热敏电阻串联，能防止电路中电流过大，起到保护电路的作用。
(2) 由表格数据可知，随着温度升高，电路中的电流逐渐变大，电源电压不变，根据$R_{总}=\frac{U}{I}$可知总电阻变小，而定值电阻$R_0$的阻值不变，因此热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(3) 要得到热敏电阻在不同温度下的具体阻值，根据$R=\frac{U}{I}$，已知电路中的电流（电流表可测），还需要测量热敏电阻两端的电压，因此实验中还需要增加的器材是电压表。
(4) 温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据串联电路的分压特点，热敏电阻两端的电压减小，定值电阻两端的电压增大。要使电压表的示数随温度的升高而增大，电压表应并联在定值电阻两端，即图中的a、b之间。
【答案】
(1) 电流的示数；保护电路
(2) 减小
(3) 电压表
(4) a、b
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、热敏电阻特性
【点评】
本题以热敏电阻的探究实验为载体，考查了欧姆定律、串联电路特点的应用，运用了转换法研究电阻的变化，既注重对实验探究能力的考查，也要求学生能灵活运用电学知识分析问题。
【难度系数】
0.6