Question

圖甲和圖乙是利用熱敏電阻來測量溫度的原理圖．熱敏電阻R的阻值隨溫度的變化關系如下表所示，電源電壓均為20V且保持不變，定值電阻R的阻值為30Ω．則：

溫度t/℃		20	40	60	80	100
熱敏電阻值R/Ω	100	55	35	20	12.5	7.5

（1）在圖丙坐標中作出熱敏電阻的電阻值與溫度的關系圖線．
（2）圖甲中電流表的示數為0.3A時，熱敏電阻兩端的電壓和消耗的功率分別是多少？
（3）圖乙中電壓表的量程為0～15V，試求此電路能測量的最高溫度．

Answer 1

【答案】分析：（1）先在坐標中找到表格中的點，然后用平滑的曲線進行連接即可．
（2）根據歐姆定律求出電阻R兩端的電壓，然后根據串聯電路的電壓特點求出熱敏電阻兩端的電壓，再根據P=UI求出熱敏電阻消耗的功率．
（3）圖乙中熱敏電阻和定值電阻R串聯在電路中，電壓表測R的電壓；根據串聯電路電壓規律可知電壓表的示數越大熱敏電阻兩端的電壓越小，熱敏電阻接入電路的電阻越小，由圖丙可知溫度越高熱敏電阻的阻值越小，所以根據電路特點和歐姆定律計算電壓表示數為15V時的熱敏電阻的阻值就可求此電路能測量的最高溫度．
解答：解：（1）先在坐標中找到表格中溫度和熱敏電阻值對應的點，然后用平滑的曲線連接即可，如下圖所示：

（2）電阻R兩端的電壓：
U=IR=0.3A×30Ω=9V，
熱敏電阻兩端的電壓：
U₁=U-U=20V-9V=11V，
熱敏電阻消耗的電功率：
P₁=U₁I₁=0.3A×11V=3.3W．
（3）從圖象中可以看出，熱敏電阻的阻值越小，其測量溫度越高，所以當電壓表示數為15V，熱敏電阻的阻值最小，測量的溫度最高；
當電壓表的示數為15V時，電路中的電流：
I₂===0.5A，
設此時熱敏電阻的阻值R₂，
則U₂=U-U=20V-15V=5V，
R₂===10Ω．
由圖可知，此時的溫度是92℃．
答：（1）如上圖所示；
（2）圖甲中電流表的示數為0.3A時，熱敏電阻兩端的電壓為11V，消耗的功率是3.3W；
（3）圖乙中電壓表的量程為0～15V，此電路能測量的最高溫度為92℃．
點評：學生要牢固掌握串聯電路特點和歐姆定律，電功率公式，能正確讀圖，能正確分析電路圖中的電流表和電壓表所表示的信息是解本題的關鍵．