Question

【題目】如圖a是一個用電壓表的示數反映溫度變化的電路原理圖，其中電源電壓U=4.5V且保持不變，電壓表量程為0～3V，R0是300Ω的定值電阻，R1是熱敏電阻，其電阻隨環境溫度變化的關系如圖b所示．若閉合開關S（ ）
A.電壓表的最小示數是1.5V
B.環境溫度為40℃時，熱敏電阻阻值是150Ω
C.電壓表V示數越小，環境溫度越高
D.此電路允許的最高環境溫度為60℃

Answer 1

【答案】D
【解析】解：由a圖可知，R0、R1串聯，電壓表測R0兩端電壓， A、由圖象可知，溫度每升高20℃，R1的阻值減小50Ω，所以溫度為0℃時，熱敏電阻的阻值最大R1大=300Ω，由串聯電路的分壓原理可知，此時電壓表的示數最小，
此時電路中的電流：
I最小= = =0.0075A，
電壓表的最小示數：
U0最小=I最小R0=0.0075A×300Ω=2.25V，故A錯誤；
B、由圖b可知，環境溫度為40℃時，熱敏電阻阻值是200Ω，故B錯誤；
C、因串聯電路中各處的電流相等，
由I= 可知，當電壓表V示數越小時，電路中的電流越小，
由R= 可知，電路中的總電阻越大，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，熱敏電阻的阻值越大，由圖乙可知，環境的溫度越低，故C錯誤；
D、當電壓表的示數最大，即U0=3V時，電路允許測量的溫度最高，
此時電路中的電流：
I= = =0.01A，
電路中的總電阻：
R= = =450Ω，
熱敏電阻連入的阻值：
R1=R﹣R0=450Ω﹣300Ω=150Ω，
由圖象可知，此電路允許的最高環境溫度為60℃，故D正確．
故選D．
由電路圖知兩電阻串聯，電壓表測R0兩端電壓．（1）由圖象可知溫度為0℃時熱敏電阻的阻值最大，此時電壓表的示數最小，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出電壓表的最小示數；（2）由圖b可知環境溫度為40℃時熱敏電阻的阻值；（3）根據歐姆定律可知電壓表示數越小時電路中電流的變化，再根據歐姆定律可知電路中總電阻的變化，利用串聯電路的電阻特點可知熱敏電阻的變化，根據圖象可知環境溫度的變化；（4）當電壓表的示數最大時電路允許測量的溫度最高，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出熱敏電阻的阻值，由圖象讀出環境的最高溫度．