Question

【題目】亮亮設(shè)計(jì)了一個(gè)用電壓表的示數(shù)變化反映環(huán)境變化的電路，其電路原理圖如圖（甲）所示，其中，電源電壓U=4V（恒定不變），電壓表的量程為0～3V，R2是定值電阻，R2=300Ω，R1是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)S后，求：

（1）當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，電壓表示數(shù)為多少？
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，此時(shí)的環(huán)境溫度為多少？
（3）電壓表兩端電壓不超過其最大量程，測(cè)此電路允許的最高溫度為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖甲知，熱敏電阻R1與定值電阻R2=300Ω串聯(lián)，當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，由圖乙知，熱敏電阻為

R11=200Ω，由電阻的串聯(lián)規(guī)律，電路的總電阻R=300Ω+200Ω=500Ω，電路的電流

I= =0.008A，根據(jù)歐姆定律，電壓表的示數(shù)U21=IR2=0.008A×300Ω=2.4V；

（2）解：當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，熱敏電阻R1的電壓U12=4V﹣3V=1V，其電壓是定值電壓的 ，根據(jù)分壓原理，熱敏電阻的值是定值電阻的 ，即為 ×300Ω=100Ω，由圖乙可知，環(huán)境溫度為80°C；
（3）解：環(huán)境溫度越高，熱敏電阻越小，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流越大，定值電阻R2的電壓越大，因電壓表的量程 為0﹣3V，所以允許的最大電壓為3V，所以存在環(huán)境最高的溫度．

由（2）知，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，熱敏電阻的電壓為1V，電阻大小為100Ω，所對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度80°C即為最高環(huán)境溫度．

【解析】（1）由圖乙查出對(duì)應(yīng)環(huán)境溫度下熱敏電阻的大小，根據(jù)電阻的串聯(lián)，求出電路的總電阻，由歐姆定律先求出電路中的電流，再求出電壓表示數(shù)；（2）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理求出熱敏電阻的大小，根據(jù)圖乙找出對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度；（3）結(jié)合（2）得出結(jié)果．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用歐姆定律及其應(yīng)用，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）即可以解答此題．