题目内容
【题目】如图甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路.已知电源电源为6V且保持不变,R0是定值电阻,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示.电流表采用“0~0.3A”的量程.
(1)当环境温度是40℃时,电流表的示数为0.2A,求此时Rt消耗的电功率及R0的电阻值;
(2)该电路能测量的最高温度是多少.
【答案】
(1)由甲图知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,
当环境温度是40℃时,由图乙知,热敏电阻的阻值为Rt=25Ω,此时电流表的示数为I=0.2A,
则Rt消耗的电功率:Pt=I2Rt=(0.2A)2×25Ω=1W;
根据欧姆定律可得,电路的总电阻:R= =30Ω,
根据串联电路的电阻规律可得,R0的电阻值:
R0=R﹣Rt=30Ω﹣25Ω=5Ω;
答:当环境温度是40℃时,电流表的示数为0.2A,此时Rt消耗的电功率及R0的电阻值分别为1W和5Ω;
(2)电流表采用“0~0.3A”的量程,故最大电流不能超过0.3A,
根据欧姆定律可得,串联电路的最小总电阻:
R小= =20Ω,
根据串联电路的电阻规律可得,热敏电阻的最小阻值:
Rt小=R小﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω;
由图乙知,对应的最高温度为90℃.
答:该电路能测量的最高温度是90℃.
【解析】(1)分析电路的连接,当环境温度是40℃时可知热敏电阻大小,根据P=I2R求Rt消耗的电功率;根据欧姆定律和电阻的串联求R0的电阻值;(2)由图乙可知,温度越高,热敏电阻越小,电路的总电阻越小,电路的总电流越大,因电流表采用“0~0.3A”的量程,故最大电流不能超过0.3A,根据欧姆定律求出串联的最小电阻,由电阻的串联求热敏电阻的最小值,从而得出最高温度.
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用,需要了解欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)才能得出正确答案.