Question

14．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，R_t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R_t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．

Answer 1

分析 （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R_t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．

解答 解：
（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R_t=25Ω，此时电流表的示数为I=0.2A，
则R_t消耗的电功率：P_t=I²R_t=（0.2A）²×25Ω=1W；
根据欧姆定律可得，电路的总电阻：R=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
根据串联电路的电阻规律可得，R₀的电阻值：
R₀=R-R_t=30Ω-25Ω=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=$\frac{U}{{I}_{大}}=\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
根据串联电路的电阻规律可得，热敏电阻的最小阻值：
R_t小=R_小-R₀=20Ω-5Ω=15Ω；
由图乙知，对应的最高温度为90℃．
（1）当环境温度是40℃时，电流表的示数为0.2A，此时R_t消耗的电功率及R₀的电阻值分别为1W和5Ω；
（2）该电路能测量的最高温度是90℃．

点评 本题考查串联电路的规律及欧姆定律及电功率公式的运用，关键是从图乙中获取有效的信息．