Question

【題目】小明和小華參加設(shè)計用一個電壓表的示數(shù)變化反映環(huán)境溫度變化的電路．小明設(shè)計的電路如圖甲，小華的電路設(shè)計如圖乙．其中，電源兩端電壓U=4V（恒定不變）．電壓表量程為0～3V，定值電阻R0阻值為300Ω，R1是熱敏電阻，其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖丙所示．

（1）老師看了兩人的設(shè)計后，認為小華的設(shè)計優(yōu)于小明，你認為老師做出這一判斷的理由是：______。

（2）按照小華的設(shè)計，閉合S后，當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時，電壓表的示數(shù)是多少？____ （3）同樣按照小華的設(shè)計，電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值，則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是多少？_____

Answer 1

【答案】 小華的設(shè)計中溫度升高時，反映環(huán)境溫度變化的電壓表的示數(shù)變大，符合人們習(xí)慣。 ２.４V ８０℃

【解析】（1）小華的設(shè)計優(yōu)于小明，理由是：小華的設(shè)計中溫度升高時，反映環(huán)境溫度變化的電壓表的示數(shù)變大，符合人們習(xí)慣。（2）由電路圖可知,R0與R1是串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓，由圖丙可知,當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時,對應(yīng)的R1的阻值為200Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流：I＝ ＝0.008A，電壓表的示數(shù)即R0的電壓：U0＝IR0＝0.008A×300Ω＝2.4V；(3)由題意可知，電壓表示數(shù)允許最大值為3V，此時電路能夠測量的溫度最高，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，此時電路中的電流為：I′＝＝0.01A，因串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，所以,R1兩端的電壓： ＝U＝4V3V＝1V，此時熱敏電阻的阻值： ＝100Ω，由圖丙可知，熱敏電阻的阻值為100Ω時對應(yīng)溫度為80℃，即最高環(huán)境溫度為80℃。