問題詳情:
隨着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温度的改變而改變.如圖*是用熱敏電阻測量環境温度的電路,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,其阻值隨環境温度變化關係如圖乙所示,電源電壓保持不變.請完成下列小題:
(1)將此電路放入温度為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)若環境温度為40℃時,要保*整個電路元件的安全,求滑動變阻器接入電路中的最小阻值;
(3)此電路能測量的最高環境温度為多少?
【回答】
【考點】歐姆定律的應用.
【分析】(1)分析清楚電路結構,由圖示圖象求出熱敏電阻阻值,然後由歐姆定律求出電源電壓.
(2)由圖示圖象求出熱敏電阻阻值,然後應用串聯電路特點與歐姆定律求出滑動變阻器的最小阻值.
(3)小量程電流表A允許通過的電流最大時,電路中的電阻最小,隨着温度的升高熱敏電阻Rt逐漸減小,當滑動變阻器達到最大阻值時,熱敏電阻達到最小阻值,此時熱敏電阻正常工作的環境温度達到最高值.
【解答】解:(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,温度為20℃時,熱敏電阻阻值為400Ω,
由I=可知,電源電壓:U=I(Rt+R)=0.01A×=5V;
(2)由圖乙所示圖象可知,温度為40℃時,熱敏電阻阻值為200Ω,電路最大電流為0.02A;
由I=可知,電路最小電阻:R最小===250Ω,
根據串聯電路總電阻等於各電阻之和可知:
滑動變阻器的最小阻值:R滑最小=R最小﹣Rt=250Ω﹣200Ω=50Ω;
(3)熱敏電阻阻值越小,環境温度最高,電路電流最大為0.02A時,由I=可知,
R總===250Ω,
根據串聯電路總電阻等於各電阻之和可知:
Rt小=R總﹣R滑最大=250Ω﹣150Ω=100Ω,
由圖乙可知其工作的最高環境温度50℃.
答:(1)將此電路放入温度為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)若環境温度為40℃時,要保*整個電路元件的安全,滑動變阻器接入電路中的最小阻值是50Ω;
(3)此電路能測量的最高環境温度為50℃.
知識點:歐姆定律
題型:計算題