Question

亮亮設(shè)計了一個用電壓表的示數(shù)變化反映環(huán)境溫度變化的電路．其電路原理圖如圖（a）所示．其中，電源兩端電壓 U=4V（恒定不變）．是電壓表．量程為 0～3V，R0是定值電阻，R0=300Ω，R1是熱敏電阻，其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖（b）所示．閉合開關(guān)S后．求：

①當環(huán)境溫度為40℃時，熱敏電阻R1的阻值是多少？

②當環(huán)境溫度為40℃時，電壓表的示數(shù)是多少？

③電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值，則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是多少？

 

Answer 1

①當環(huán)境溫度為40℃時，熱敏電阻R1的阻值是200Ω；②當環(huán)境溫度為40℃時，電壓表的示數(shù)是2.4V；③電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值，則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是80℃．

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖b可讀出環(huán)境溫度為40℃時對應的R1的阻值為200Ω；

（2）當環(huán)境溫度為40℃時，R1=200Ω，R0=300Ω，根據(jù)，串聯(lián)電路總電阻等于個電阻之和可知：

R總=R0+R1=300Ω+200Ω=500Ω，則I==0.008A，

由歐姆定律得：R0兩端的電壓U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V；

（3）由題意可知電壓表示數(shù)最大值為3V，且此時電路能夠測量的溫度最高；

即此時電路中的電流為：I′==0.01A，

由串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，得

U1′=U﹣U′=4V﹣3V=1V，

由歐姆定律得：此時熱敏電阻的阻值R1′==100Ω，

根據(jù)圖b可查得熱敏電阻的阻值為100Ω時對應溫度為80℃，即最高溫度為80℃．

考點：歐姆定律的應用