Question

【題目】某物理興趣小組設(shè)計了一個用電壓表的示數(shù)變化反映環(huán)境溫度變化的電路。其電路原理圖如圖（a）所示。其中，電源兩端電壓U=4V．電壓表的量程為0～3V，R0=300Ω，R1是熱敏電阻，其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖（b）所示。閉合開關(guān)S后。求：

（1）R0在電路中起什么作用；

（2）當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時，電壓表的示數(shù)是多少；

（3）電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值，則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是多少。

Answer 1

【答案】（1）保護電路；（2）2.4V；（3）80℃。

【解析】

解答：(1)如果沒有定值電阻R0的話,當(dāng)溫度較高時R1的阻值變小，電路中的電流變大，可能會燒壞電源，所以,R0在電路中起保護電路的作用；(2)由電路圖可知,R0與R1是串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓，由圖(b)可知,當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時,熱敏電阻R1＝200Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流：I＝＝0.008A，則電壓表的示數(shù)：U0＝IR0＝0.008A×300Ω＝2.4V；(3)由題意可知，電壓表示數(shù)允許最大值為3V，此時電路能夠測量的溫度最高，因串聯(lián)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(lián)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：U′1＝UU′0＝4V3V＝1V，此時熱敏電阻的阻值：R′1＝＝100Ω，由圖(b)可知，熱敏電阻的阻值為100Ω時對應(yīng)溫度為80℃，即最高環(huán)境溫度為80℃。

答：(1)R0在電路中起保護電路的作用；(2)當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時，電壓表的示數(shù)是2.4V；(3)電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值，則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是80℃。