Question

【题目】小明和小华参加设计用一个电压表的示数变化反映环境温度变化的电路．小明设计的电路如图甲，小华的电路设计如图乙．其中，电源两端电压U=4V（恒定不变）．电压表量程为0～3V，定值电阻R0阻值为300Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图丙所示．

（1）老师看了两人的设计后，认为小华的设计优于小明，你认为老师做出这一判断的理由是：______。

（2）按照小华的设计，闭合S后，当环境温度为40℃时，电压表的示数是多少？____ （3）同样按照小华的设计，电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？_____

Answer 1

【答案】 小华的设计中温度升高时，反映环境温度变化的电压表的示数变大，符合人们习惯。 ２.４V ８０℃

【解析】（1）小华的设计优于小明，理由是：小华的设计中温度升高时，反映环境温度变化的电压表的示数变大，符合人们习惯。（2）由电路图可知,R0与R1是串联,电压表测R0两端的电压，由图丙可知,当环境温度为40℃时,对应的R1的阻值为200Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，根据欧姆定律，电路中的电流：I＝ ＝0.008A，电压表的示数即R0的电压：U0＝IR0＝0.008A×300Ω＝2.4V；(3)由题意可知，电压表示数允许最大值为3V，此时电路能够测量的温度最高，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流为：I′＝＝0.01A，因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以,R1两端的电压： ＝U＝4V3V＝1V，此时热敏电阻的阻值： ＝100Ω，由图丙可知，热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为80℃，即最高环境温度为80℃。