Question

【題目】小明設計了一個用電壓表的示數變化反映環境溫度變化的電路．其電路原理圖如圖甲所示．其中，電源電壓U=4V（恒定不變）．電壓表的量程為0～3V，R0是定值電阻，R0=30Ω，R1是熱敏電阻，其電阻隨環境溫度變化的關系如圖乙所示．閉合開關S后．

（1）當環境溫度為40℃時，熱敏電阻R1的阻值是__Ω．

（2）熱敏電阻隨環境溫度變化的關系是__．

（3）R0兩端電壓的最大值為__V．求此時：

①R1兩端的電壓______．

②通過R1的電流__________．

③R1的電阻_______．

④電路所允許的最高環境溫度___________．

⑤在此最高環境溫度下，通電1min，R0消耗的電能是多少________？

Answer 1

【答案】 20 熱敏電阻的阻值隨環境溫度升高而減小 3 1V 0.1A 10Ω 80℃ 18J

【解析】答：電路圖可知,R0與R1串聯,電壓表測R0兩端的電壓。(1)由圖象可知,當環境溫度為40℃時,熱敏電阻R1的阻值為20Ω； (2)由圖象可知,當環境溫度升高時,熱敏電阻R1阻值變小；所以，熱敏電阻的阻值隨環境溫度升高而減小；(3)由題意可知,電壓表示數允許最大值為3V,則R0兩端電壓的最大值為3V，此時電路能夠測量的溫度最高，①因串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，所以,R1兩端的電壓：U1＝UU0＝4V3V＝1V，②因串聯電路中各處的電流相等，所以，此時電路中的電流為：I0＝U0/R0＝3V/30Ω＝0.1A，③由I＝U/R可知此時熱敏電阻R1的阻值：R1＝U1/I0＝1V/0.1A＝10Ω，

④由圖(b)可知，熱敏電阻的阻值為10Ω時對應溫度為80℃，即最高環境溫度為80℃。

⑤R0消耗的電能W＝U0I0t＝3V×0.1A×60S＝18J.