Question

現代生物醫學研究使用的細菌培養箱內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R_０置于細菌培養箱內，其余都置于箱外。這樣既可以通過電流表的示數來表示箱內溫度，又可以通過電壓表的示數來表示箱內溫度。已知該電路中電源電壓是l2V，定值電阻R的阻值是200Ω。熱敏電阻R_０的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示。求：

（1）當培養箱內的溫度降低時，電流表的示數如何變化？
（2）當培養箱內的溫度為40℃時，電壓表的示數是多大？
（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？此時熱敏電阻R_０消耗的電功率是多大？

Answer 1

(1)電流表的示數變小   (2)4V   (3) 60℃      0.18W

根據圖象可得熱敏電阻隨溫度的變化情況，再根據串聯電路的電流隨電阻的增大而減小即可得出;從圖象上讀出40℃時，熱敏電阻的阻值，根據歐姆定律求出電路電流，最后根據U=IR求出電壓表的示數;通過電流表和電壓表的量程確定電路中的最大電阻，再根據R-t圖象求出對應的溫度．然后對照變化曲線去找對應溫度．知道電路中的電流和熱敏電阻的阻值，可利用公式P=I²R計算熱敏電阻R₀消耗的電功率．
(1)電流表的示數變小                                            （1分）
(2)當培養箱內的溫度為40℃時，R₀=400Ω,                         （1分）
      電壓表的示數U₁=4V
（1分）
(3)假設電壓表的示數達到最大值U_m="8" V，電流表的示數為40 mA＞30 mA，則此電路中電流最大是30 mA
         （1分）
由圖可知，電路能夠測量的最高溫度是60℃                     （1分）
                               （1分）