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    16．小刘设计了一个用电压的示数变化反映环境温度变化的电路．其电路原理图如图（a）所示，其中，电源两端电压U=4V（恒定不变），电压表量程为0～3V，R0是300Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图（b）所示，若闭合开关S，
    ①当环境温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
    ②当环境温度为40℃时，10s内R0消耗的电能是多少？
    ③此电路所允许的最高环境温度是多少？

    分析 （1）根据图（b）可读出环境温度为60℃时对应的R1的阻值；
    （2）由电路图可知，R0与R1是串联，电压表测R0两端的电压，根据图（b）读出当环境温度为40℃时对应的R1的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用W=UIt=I2Rt求出10s内R0消耗的电能；
    （3）由图（b）可知，温度升高时，R1的阻值减小，根据串联电路的分压特点可知电压表的示数变大，当电压表的示数最大时电路所测的环境温度最高，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，利用欧姆定律求出R1的阻值，然后然后对照图（b）得出电路所允许的最高环境温度．

    解答 解：①由图（b）可知，当环境温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值是150Ω；
    ②由电路图可知，R0与R1是串联，电压表测R0两端的电压，
    由图（b）可知，当环境温度为40℃时，对应的R1的阻值为200Ω，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，电路中的电流：
    I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{4V}{300Ω+200Ω}$=0.008A，
    则R0消耗的电能：
    W=I2R0t=（0.008A）2×300Ω×10s=0.192J；
    ③由题意可知，电压表示数允许最大值为3V，此时电路能够测量的温度最高，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，此时电路中的电流为：
    I′=$\frac{{U}_{0}′}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{300Ω}$=0.01A，
    因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，
    所以，R1两端的电压：
    U1′=U-U0′=4V-3V=1V，
    此时热敏电阻的阻值：
    R1′=$\frac{{U}_{1}′}{I′}$=$\frac{1V}{0.01A}$=100Ω，
    由图（b）可知，热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为80℃，即最高环境温度为80℃．
    答：①当环境温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值是150Ω；
    ②当环境温度为40℃时，10s内R0消耗的电能是0.192J；
    ③此电路所允许的最高环境温度是80℃．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的灵活运用，根据图象读出电阻和温度对应的值是解题的关键．

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