Question

【题目】如图甲所示电路是一个温度探头工作原理图，RT为热敏电阻（其阻值随温度变化情况如图乙所示），电源电压恒定，定值电阻R0=20Ω．小华将最大测量值为3V的电压表表盘直接改装成最大测量值为80℃的温度盘，如图丙所示，且改装后的表盘示数满足“电压表示数增大，温度盘示数也增大”．

(1)当温度盘显示最高温度时，电路工作1分钟R0产生的电热多少___？

(2)该电路的电源电压为 ____ V．

(3)在图丙中用箭头标出温度盘的“0℃”对应的电压表指针位置_____．

(4)在符合设计要求的前提下，为提高温度盘的最大测量值，仅在电路中增加一个定值电阻R1，使可测量的最高温度达到电路允许的最大值．请在图丁的虚线框内补全改进后的电路______并计算出此电路中R1消耗的最大功率______．

Answer 1

【答案】 27J 9 0.45W

【解析】(1)由丙图可知，当温度盘显示最高温度80℃时，R0的电压为3V，因此电路工作1分钟R0产生的电热Q＝t＝60s＝27J. (2)由乙图知，当温度为80℃时，RT的阻值为40，根据串联电路的分压特点知，,即,解得＝6V,故电源电压为U＝＝3V6V＝9V; (3) 由乙图知，当温度为0℃时，RT的阻值为80此时电压表的示数为U＝9V＝1.8V,故温度盘的“0℃”对应的电压表指针位置为1.8V,如图所示：

(4) 在符合设计要求的前提下，为使可测量的最高温度达到电路允许的最大值，可串联一个定值电阻R1分压，如图所示：

当温度达到150时，由丙图知，RT＝20Ω,此时U0＝3V,电路电路为I＝＝0.15A, RT＝R0, RT的电压也等于3V,故R1应分得3V的电压，则R1的阻值为R1＝＝20Ω,当RT＝20Ω时，R1的功率最大，其最大功率为P＝I2R1＝(0.15A)220Ω＝0.45W.