题目内容
【题目】亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映的环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示.其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻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60℃时,热敏电阻R1的阻值为_____.环境温度升高时,电压表示数将_____.
(2)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?_____
(3)此电路所允许的最高环境温度是多少?________
【答案】 150Ω 变大 2.4V; 90℃
【解析】(1)由图乙可知,当环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为150Ω;环境温度升高时,热敏电阻R1的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压减小,根据串联电路电压特点可知,R2两端的电压变大,即电压表示数将变大;(2)环境温度为40℃时,根据电阻的串联特点可知:R总=R0+R1=300Ω+200Ω=500Ω,则I==
=0.009A,由欧姆定律得:R0两端的电压:U0=IR0=0.009A×300Ω=2.4V;
(3)由题意可知电压表示数允许最大值为3V,且此时电路能够测量的温度最高;
所以此时电路中的电流为:I′==
=0.01A,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U1′=U﹣U0′=4V﹣3V=1V,由欧姆定律得,此时热敏电阻的阻值:
R1′===
=100Ω,根据图b可查得热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为90℃,即最高温度为90℃.
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