Question

【题目】亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境变化的电路，其电路原理图如图（甲）所示，其中，电源电压U=4V（恒定不变），电压表的量程为0～3V，R2是定值电阻，R2=300Ω，R1是热敏电阻，其阻值随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40℃时，电压表示数为多少？

（2）当电压表示数为3V时，此时的环境温度为多少？

（3）电压表两端电压不超过其最大量程，测此电路允许的最高温度为多少？

Answer 1

【答案】(1) 2.4V；(2) 80；(3)80.

【解析】

(1)由图甲知,热敏电阻R1与定值电阻R2＝300Ω串联，当环境温度为40℃时，由图乙知，热敏电阻为R11＝200Ω，由电阻的串联规律，电路的总电阻R＝300Ω+200Ω＝500Ω，电路的电流I＝＝0.008A,根据欧姆定律,电压表的示数U21＝IR2＝0.008A×300Ω＝2.4V；(2)当电压表示数为3V时,根据串联电路电压的规律,热敏电阻R1的电压U12＝4V3V＝1V,其电压是定值电压的,根据分压原理,热敏电阻的值是定值电阻的,即为×300Ω＝100Ω,由图乙可知,环境温度为80；(3)环境温度越高,热敏电阻越小,根据欧姆定律,电路中的电流越大,定值电阻R2的电压越大，因电压表的量程为03V，所以允许的最大电压为3V，所以存在环境最高的温度。由(2)知,当电压表示数为3V时,热敏电阻的电压为1V,电阻大小为100Ω,所对应的环境温度80即为最高环境温度。