Question

【題目】如圖甲所示電路是一個溫度探頭工作原理圖，RT為熱敏電阻（其阻值隨溫度變化情況如圖乙所示），電源電壓恒定，定值電阻R0=20Ω．小華將最大測量值為3V的電壓表表盤直接改裝成最大測量值為80℃的溫度盤，如圖丙所示，且改裝后的表盤示數(shù)滿足“電壓表示數(shù)增大，溫度盤示數(shù)也增大”．

(1)當(dāng)溫度盤顯示最高溫度時，電路工作1分鐘R0產(chǎn)生的電熱多少___？

(2)該電路的電源電壓為 ____ V．

(3)在圖丙中用箭頭標(biāo)出溫度盤的“0℃”對應(yīng)的電壓表指針位置_____．

(4)在符合設(shè)計要求的前提下，為提高溫度盤的最大測量值，僅在電路中增加一個定值電阻R1，使可測量的最高溫度達到電路允許的最大值．請在圖丁的虛線框內(nèi)補全改進后的電路______并計算出此電路中R1消耗的最大功率______．

Answer 1

【答案】 27J 9 0.45W

【解析】(1)由丙圖可知，當(dāng)溫度盤顯示最高溫度80℃時，R0的電壓為3V，因此電路工作1分鐘R0產(chǎn)生的電熱Q＝t＝60s＝27J. (2)由乙圖知，當(dāng)溫度為80℃時，RT的阻值為40，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知，,即,解得＝6V,故電源電壓為U＝＝3V6V＝9V; (3) 由乙圖知，當(dāng)溫度為0℃時，RT的阻值為80此時電壓表的示數(shù)為U＝9V＝1.8V,故溫度盤的“0℃”對應(yīng)的電壓表指針位置為1.8V,如圖所示：

(4) 在符合設(shè)計要求的前提下，為使可測量的最高溫度達到電路允許的最大值，可串聯(lián)一個定值電阻R1分壓，如圖所示：

當(dāng)溫度達到150時，由丙圖知，RT＝20Ω,此時U0＝3V,電路電路為I＝＝0.15A, RT＝R0, RT的電壓也等于3V,故R1應(yīng)分得3V的電壓，則R1的阻值為R1＝＝20Ω,當(dāng)RT＝20Ω時，R1的功率最大，其最大功率為P＝I2R1＝(0.15A)220Ω＝0.45W.