Question

【题目】如图甲为一个超声波加湿器，图乙为其内部温度监测装置的简化电路图，利用湿敏电阻R可实验对环境温度（RH）精确测量。已知电源电压为24V，定值电阻R0的阻值为120Ω，电流表的量程为0~100mA，电压表的量程为0~15V，湿敏电阻R的阻值随温度RH变化的关系图像如图丙所示。则在电路安全工作的前提下。求：

（1）加湿器单独工作时，标有3000r/kW·h的电能表转盘转了750转，此过程中加湿器消耗的电能；

（2）环境温度RH为70%时通过电流表的电流；

（3）该装置能够测量的温度（RH）范围。

Answer 1

【答案】(1) 0.25kW·h；(2) 0.08A；(3) 40%~80%。

【解析】

(1)3000r/（kW·h）的电能表，表示电能表转盘每转3000r，消耗电能1kW·h，则转盘转了750转，加湿器消耗的电能

加湿器消耗的电能为0.25 kW·h。
(2)由图丙知，环境湿度（RH）为70%时，R=180Ω，由电阻的串联和欧姆定律可得，电流表示数

通过电流表的电流为0.08A。
(3)电路最大电流

I大=100mA=0.1A

由欧姆定律可得，电路中的总电阻

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，湿敏电阻的阻值

由图丙可知，环境湿度为40%；当电压表的示数U大=15V时，R0两端的电压

U0=U-U大=24V-15V=9V

因串联电路中各处的电流相等，所以，

湿敏电阻的阻值：

由图丙可知，此时的湿度为80%；所以，该电路能够测量的湿度范围是40%~80%。
答：(1)此过程中加湿器消耗的电能为0.25kW·h；
(2)环境湿度（RH）为70%时通过电流表的电流为0.08A；
(3)该装置能够测量的湿度范围为40%~80%。