Question

【題目】隨著社會的發展和科技的進步，電路元件在各行得到廣泛的應用，其中熱敏電阻就是其中之一。熱敏電阻的阻值會隨溫度的改變而改變，圖甲是用熱敏電阻測量環境溫度的電路，電路中電流表的量程為0～0．02A，滑動變阻器R的銘牌上標有“150Ω 0．3A”字樣。Rt為熱敏電阻，其阻值隨環境溫度變化關系如圖乙所示，電源電壓保持不變。請完成下列小題：

（1）將此電路放入溫度為20℃的環境中，閉合開關S，調節滑片P，使滑動變阻器接入電路的電阻R=100Ω，此時電流表的讀數為0．01A，求電源電壓；

（2）若環境溫度為40℃時，要保證整個電路元件的安全，求滑動變阻器的變化范圍；

（3）此電路能測量的最高環境溫度為多少？

Answer 1

【答案】（1）將此電路放入溫度為20℃的環境中，閉合開關S，調節滑片P，使滑動變阻器接入電路的電阻R=100Ω，此時電流表的讀數為0．01A，電源電壓為5V；（2）若環境溫度為40℃時，要保證整個電路元件的安全，滑動變阻器的變化范圍是50Ω～150Ω；（3）此電路能測量的最高環境溫度為50℃．

【解析】試題分析：

（1）由圖示電路圖可知，滑動變阻器與熱敏電阻串聯，電流表測電路電流，

由圖乙所示圖象可知，溫度為20℃時，熱敏電阻阻值為400Ω，

由可知，電源電壓：U=I（Rt+R）=0．01A×（400Ω+100Ω）=5V；

（2）由圖乙所示圖象可知，溫度為40℃時，熱敏電阻阻值為200Ω，

電路最大電流為0．02A，由可知，電路最小電阻：，

滑動變阻器的最小阻值：R滑最小=R最小-Rt=250Ω-200Ω=50Ω，

滑動變阻器的取值范圍：50Ω～150Ω；

（3）熱敏電阻阻值越小，環境溫度最高，

電路電流最大為0．02A時，由可知，

，

Rt小=R總-R滑最大=250Ω-150Ω=100Ω，由圖乙可知其工作的最高環境溫度50℃．

答：（1）將此電路放入溫度為20℃的環境中，閉合開關S，調節滑片P，使滑動變阻器接入電路的電阻R=100Ω，此時電流表的讀數為0．01A，電源電壓為5V；（2）若環境溫度為40℃時，要保證整個電路元件的安全，滑動變阻器的變化范圍是50Ω～150Ω；（3）此電路能測量的最高環境溫度為50℃．