题目内容
【题目】如图甲为一个超声波加湿器,如图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图.已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V.湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出).则在电路安全工作的前提下,计算可得出
A. R的电流最小值为80mAB. 装置能监测湿度最大值为80%
C. R的电功率最大值为0.9WD. R0的电功率最大值为0.3W
【答案】B
【解析】
由图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A.若湿敏电阻R的阻值最大为120Ω,此时电路中的电流最小,则此时最大总电阻:R总=R0+R最大=30Ω+120Ω=150Ω,所以最小电流为I最小==
=0.08A=80mA;此时湿敏电阻R两端的电压:UR=I最小R最大=0.08A×120Ω=9.6V>9V,由于电压表量程为09V,则电流为80mA时湿敏电阻R两端的电压会超过电压表的量程,所以电路中的最小电流不能为80mA,故A错误;
B.湿敏电阻R两端的电压最大为9V,电路中的电流:I最小==
=0.1A,根据欧姆定律可知,R的最大电阻为:R最大=
=
=90Ω;由图乙可知能监测湿度的最大值为80%,故B正确。
C.由欧姆定律可得,电路中的电流I=,则湿敏电阻R的电功率:PR=I2R=(
)2R=
=
=
,所以,当R=R0=30Ω时,R的电功率PR最大,则PR最大=
=
=1.2W,故C错误;
D.根据串联电路的分压原理可知,湿敏电阻R的阻值越大,其两端的电压也越大,由于电压表量程为09V,则湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,此时湿敏电阻R的阻值最大,电路中的电流最小;则根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可知,R0两端的电压:U0最小=UUR最大=12V9V=3V,则R0的最小电功率:P0最小==
=0.3W,故D错误。故答案为B。
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