题目内容
【题目】小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,电路原理图如图甲所示,其中,电源两端电压恒定不变,定值电阻R0=20Ω,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,闭合开关S后,求:
(1)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2)当环境温度为20℃时,电压表示数为2V,电源电压是多少?
(3)如果将R0、R1并联在该电路两端,当干路电流为0.5A时,环境温度是多少?
【答案】40Ω 6V 30℃
【解析】
用电压表的示数变化反映的是R0两端的电压,R1是热敏电阻,其电阻随温度改变而变化,根据串联电路电压规律可知,R0分得的电压随之变化,所以电压表的示数变化反应了环境温度变化的电路,结合图像可知电阻R1随温度升高而减小,那么R0分得的电压随温度升高而增大。
(1)观察图乙可知,当环境温度为20℃时,此时热敏电阻R1的阻值是40Ω
(2)因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:;R1两端的电压:U1=IR1=0.1A×40Ω=4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:
U=U0+U1=2V+4V=6V;
(3)将R0、R1并联在该电路两端,当干路电流为0.5A时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R0的电流:,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流:I1′=I﹣I0=0.5A﹣0.3A=0.2A,此时热敏电阻的阻值:
,由图乙可知,此时环境温度为30℃.
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