Question

19．現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究使用的細(xì)菌培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度需要精確測(cè)控，測(cè)控的方法之一是用熱敏電阻來(lái)探測(cè)溫度．如圖甲所示的電路，將熱敏電阻R₀置于細(xì)菌培養(yǎng)箱內(nèi)，其余部分置于箱外．這樣既可以通過(guò)電流表的示數(shù)來(lái)表示箱內(nèi)溫度，又可以通過(guò)電壓表的示數(shù)來(lái)表示箱內(nèi)溫度．已知該電路中電源電壓是12V，定值電阻R的阻值是200Ω．熱敏電阻R₀的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示．已知電流表量程是0～30mA，電壓表量程是0～8V，則此電路能測(cè)量的最高溫度為60℃．

Answer 1

分析 通過(guò)電流表和電壓表的量程確定電路中的最大電流，再利用歐姆定律求總電阻的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出熱敏電阻的大小，根據(jù)R-t圖象得出答案．

解答 解：假設(shè)電壓表的示數(shù)可以達(dá)到最大值U_大=8V，根據(jù)歐姆定律，電流表的示數(shù)為
I=$\frac{{U}_{大}}{R}=\frac{8V}{200Ω}$=0.04A=40mA＞30mA，所以，電路中的電流最大為I_max=30mA=0.03A，因熱敏電阻隨溫度的升高而減小，電阻允許通過(guò)的最大電流為I_max=30mA時(shí)，所以存在能測(cè)量的最高溫度．設(shè)熱敏電阻的阻值為R_0m，則：I_max=$\frac{U}{{R}_{0m}+R}$，R_0m=$\frac{U}{{I}_{max}}$-R=$\frac{12V}{0.03A}$-200Ω=200Ω，由題中圖乙可知，電路能夠測(cè)量的最高溫度是60℃．
故答案為：60．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用，明確熱敏電阻隨溫度變化的關(guān)系，根據(jù)允許通過(guò)的電流，確定可測(cè)量的最高溫度．