Question

14．如圖甲所示，實驗小組的同學設計了一種測量溫度的電路．已知電源電源為6V且保持不變，R₀是定值電阻，R_t是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示．電流表采用“0～0.3A”的量程．

（1）當環境溫度是40℃時，電流表的示數為0.2A，求此時R_t消耗的電功率及R₀的電阻值；
（2）該電路能測量的最高溫度是多少．

Answer 1

分析 （1）分析電路的連接，當環境溫度是40℃時可知熱敏電阻大小，根據P=I²R求R_t消耗的電功率；
根據歐姆定律和電阻的串聯求R₀的電阻值；
（2）由圖乙可知，溫度越高，熱敏電阻越小，電路的總電阻越小，電路的總電流越大，因電流表采用“0～0.3A”的量程，故最大電流不能超過0.3A，根據歐姆定律求出串聯的最小電阻，由電阻的串聯求熱敏電阻的最小值，從而得出最高溫度．

解答 解：
（1）由甲圖知，兩電阻串聯，電流表測電路中的電流，
當環境溫度是40℃時，由圖乙知，熱敏電阻的阻值為R_t=25Ω，此時電流表的示數為I=0.2A，
則R_t消耗的電功率：P_t=I²R_t=（0.2A）²×25Ω=1W；
根據歐姆定律可得，電路的總電阻：R=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
根據串聯電路的電阻規律可得，R₀的電阻值：
R₀=R-R_t=30Ω-25Ω=5Ω；
（2）電流表采用“0～0.3A”的量程，故最大電流不能超過0.3A，
根據歐姆定律可得，串聯電路的最小總電阻：
R_小=$\frac{U}{{I}_{大}}=\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
根據串聯電路的電阻規律可得，熱敏電阻的最小阻值：
R_t小=R_小-R₀=20Ω-5Ω=15Ω；
由圖乙知，對應的最高溫度為90℃．
（1）當環境溫度是40℃時，電流表的示數為0.2A，此時R_t消耗的電功率及R₀的電阻值分別為1W和5Ω；
（2）該電路能測量的最高溫度是90℃．

點評 本題考查串聯電路的規律及歐姆定律及電功率公式的運用，關鍵是從圖乙中獲取有效的信息．