Question

【題目】現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究使用的細(xì)菌培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度需要精確測控，測控的方法之一是用熱敏電阻來探測溫度．如圖甲所示的電路，將熱敏電阻R0置于細(xì)菌培養(yǎng)箱內(nèi)，其余都置于箱外．這樣既可以通過電流表的示數(shù)來表示箱內(nèi)溫度，又可以通過電壓表的示數(shù)來表示箱內(nèi)溫度．已知該電路中電源電壓是12V，定值電阻R的阻值是200Ω．熱敏電阻R0的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）當(dāng)培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度降低時(shí)，電流表的示數(shù)如何變化？
（2）當(dāng)培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度為40℃時(shí)，定值電阻R的功率多大？
（3）已知電流表的量程是0～30mA，電壓表的量程是0～8V，則此電路能夠測量的最高溫度是多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：因?yàn)闊崦綦娮璧淖柚惦S溫度的升高而減小，所以當(dāng)溫度降低時(shí)，熱敏電阻的阻值增大，電路中的總電阻增大，電路中的電流減小，故電流表的示數(shù)減小
（2）解：從圖象中可以看出，溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻的阻值為400Ω，

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流為：

I= = =0.02A，

定值電阻R的功率：

P=I2R=（0.02A）2×200Ω=0.08W

（3）解：當(dāng)電壓表的示數(shù)為U1=8V時(shí)，此時(shí)電路中的電流：

I′= = =0.04A=40mA＞30mA；

當(dāng)Im=30mA時(shí)，電路的總電阻：

R總= = =400Ω，

熱敏電阻的阻值：

R0=R﹣R1=400Ω﹣200Ω=200Ω，

由乙圖可知電路能夠測量的最高溫度是60℃

【解析】（1）根據(jù)圖象可得熱敏電阻隨溫度的變化情況，再根據(jù)串聯(lián)電路的電流隨電阻的增大而減小即可得出；（2）從圖象上讀出40℃時(shí)，熱敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I2R求出定值電阻R的功率；（3）分別根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出兩電表最大量程時(shí)電路的情況，從而根據(jù)圖象讀出電路能夠測量的最高溫度．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電阻的串聯(lián)的理解，了解電阻的串聯(lián)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（指R1，R2串聯(lián)） 1、電流：I=I1=I2（串聯(lián)電路中各處的電流相等） 2、電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） 3、 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián)，則有R總=nR 4、分壓作用：U1:U2=R1:R2．