Question

12．2015年月，“蛟龙”号深潜器在印度洋下潜，游弋于海底高温热液区，为避免过高温度的热液对器材造成损坏，技术人员按照两种方法设计“高温自动报警电路”，电路图如图1所示，其中：
器材：恒为12V的蓄电池，开关S，定值电阻R₀，热敏电阻R_x（电阻随温度的变化关系如图2所示），电压表，电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），额定电压均为220V的红灯和绿灯．
功能：闭合开关S，水温越高，电压表示数越大．水温低于500℃时，绿灯正常发光；水温高于500℃时，红灯正常发光．则

（1）定值电阻R₀的阻值为多少？
（2）电压表示数为3.6V时，热液温度为多少？

Answer 1

分析 由图1知，控制电路部分R₀与R_x串联，电压表测R_x两端电压，利用欧姆定律结合图象对定值电阻和阻值和热液温度进行计算．

解答 解：
（1）由电路图可知，R₀与R_x串联，电压表测R_x两端电压，
由题知水温低于500℃时，绿灯正常发光；水温高于500℃时，红灯正常发光．
读图可知，当温度为500℃时，R_x的阻值为25Ω，
由欧姆定律可得此时电路的总电阻为：R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω，
由串联电路电阻特点可得定值电阻的阻值为：R₀=R_总-R_x=60Ω-25Ω=35Ω；
（2）当电压表示数为3.6V时，定值电阻两端的电压：
U₀=12V-3.6V=8.4V，
电路中的电流：
I′=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{8.4V}{35Ω}$=0.24A，
则热敏电阻的阻值为：
R_x′=$\frac{{U}_{x}}{I′}$=$\frac{3.6V}{0.24A}$=15Ω，
读图象可知，此时热液的温度为320℃．
答：（1）定值电阻R₀的阻值为35Ω；
（2）电压表示数为3.6V时，热液温度为320℃．

点评 本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，熟练运用欧姆定律并能正确结合图象中的信息，是解答的关键，有一定难度．