問題詳情:
亮亮設計了一個用電壓表的示數變化反映環境温度變化的電路.其電路原理圖如圖(a)所示.其中,電源兩端電壓 U=4V(恆定不變).是電壓表.量程為 0~3V,R0是定值電阻,R0=300Ω,R1是熱敏電阻,其電阻隨環境温度變化的關係如圖(b)所示.閉合開關S後.求:
①當環境温度為40℃時,熱敏電阻R1的阻值是多少?
②當環境温度為40℃時,電壓表的示數是多少?
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境温度是多少?
【回答】
①當環境温度為40℃時,熱敏電阻R1的阻值是200Ω;②當環境温度為40℃時,電壓表的示數是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境温度是80℃.
【解析】
試題分析:(1)根據圖b可讀出環境温度為40℃時對應的R1的阻值為200Ω;(2)環境温度為40℃時,根據電阻的串聯特點可知:R總=R0+R1=300Ω+200Ω=500Ω,則, I=U/R總=4V/500Ω=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允許最大值為3V,且此時電路能夠測量的温度最高;故此時電路中的電流為:,串聯電路兩端的電壓等於各部分電路兩端的電壓之和,故U1′=U-U0′=4V-3V=1V,由歐姆定律得:此時熱敏電阻的阻值 ,根據圖b可查得熱敏電阻的阻值為100Ω時對應温度為80℃,即最高温度為80℃.
【考點定位】歐姆定律
知識點:歐姆定律
題型:計算題