Question

【題目】隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電路元件在各行得到廣泛的應(yīng)用，其中熱敏電阻就是其中之一，熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的改變而改變．如圖甲是用熱敏電阻測量環(huán)境溫度的電路，電路中電流表的量程為0～0.02A，滑動(dòng)變阻器R的銘牌上標(biāo)有“150Ω　 0.3A”字樣．Rt為熱敏電阻，其阻值隨環(huán)境溫度變化關(guān)系如圖乙所示，電源電壓保持不變．請完成下列小題：

（1）將此電路放入溫度為20℃的環(huán)境中，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P，使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R=100Ω，此時(shí)電流表的讀數(shù)為0.01A，求電源電壓；

（2）若環(huán)境溫度為40℃時(shí)，要保證整個(gè)電路元件的安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；

（3）此電路能測量的最高環(huán)境溫度為多少？

Answer 1

【答案】（1）5V；（2）50Ω～150Ω；（3）50℃．

【解析】

（1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，由圖象求出溫度為20℃的環(huán)境中熱敏電阻的阻值，由歐姆定律求出電源電壓；
（2）由圖象求出環(huán)境溫度為40℃時(shí)熱敏電阻的阻值，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最小阻值；
（3）小量程電流表A允許通過的電流最大時(shí)，電路中的電阻最小，隨著溫度的升高熱敏電阻Rt逐漸減小，當(dāng)滑動(dòng)變阻器達(dá)到最大阻值時(shí)，熱敏電阻達(dá)到最小阻值，此時(shí)熱敏電阻正常工作的環(huán)境溫度達(dá)到最高值。

（1）由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與熱敏電阻串聯(lián)，電流表測電路電流，由圖乙所示圖象可知，溫度為20℃時(shí)，熱敏電阻阻值為400Ω，電源電壓：；

（2）由圖乙所示圖象可知，溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻阻值為200Ω，電路最大電流為0.02A；電路最小電阻：，根據(jù)串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和可知滑動(dòng)變阻器的最小阻值：R滑最小=R最小-Rt=250Ω-200Ω=50Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是150Ω，所以滑動(dòng)變阻器的變化范圍是50Ω-150Ω；

（3）熱敏電阻阻值越小，環(huán)境溫度最高，電路電流最大為0.02A時(shí)，總電阻：，根據(jù)串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和可知 ，由圖乙可知其工作的最高環(huán)境溫度50℃。

答：（1）電源電壓是5V；

（2）滑動(dòng)變阻器的變化范圍是50Ω-150Ω；

（3）此電路能測量的最高環(huán)境溫度為50℃。