Question

【題目】小敏設計了一個用電壓表的示數變化反映環境溫度變化的電路．其電路原理如圖a所示．其中，電源兩端電壓恒定為4V不變，電壓表量程為0～3V，R0=300Ω，為定值電阻，R1是熱敏電阻，其電阻隨環境溫度變化的關系如圖b所示．閉合開關S，當環境溫度為40℃時，電壓表的示數是V，在不損壞電路元件的前提下，此電路所允許的最高環境溫度是℃．

Answer 1

【答案】2.4；80℃
【解析】解：①由電路圖可知，R0與R1是串聯，電壓表測R0兩端的電壓，由圖（b）可知，當環境溫度為40℃時，對應的R1的阻值為200Ω， 因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，根據歐姆定律，電路中的電流：
I= =0.008A，
電壓表的示數即R0的電壓：U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V；②由題意可知，電壓表示數允許最大值為3V，此時電路能夠測量的溫度最高，
因串聯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：
U1′=U﹣U0′=4V﹣3V=1V，
此時熱敏電阻的阻值：
R1′= =100Ω，
由圖（b）可知，熱敏電阻的阻值為100Ω時對應溫度為80℃，即最高環境溫度為80℃．
所以答案是：2.4；80℃．
【考點精析】通過靈活運用歐姆定律及其應用和電阻的串聯，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電阻的串聯有以下幾個特點：（指R1，R2串聯） 1、電流：I=I1=I2（串聯電路中各處的電流相等） 2、電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） 3、 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個阻值相同的電阻串聯，則有R總=nR 4、分壓作用：U1:U2=R1:R2即可以解答此題．