Question

【题目】小明设计了一个用电压表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 ）．电压表的量程为 0～3V，R0是定值电阻，R0=300Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图（b）所示．闭合开关S后．求：

（1）当环境温度为40℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？

（2）当环境温度为40℃时，通电1minR0消耗的电能是多少？

（3）电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多

少℃？

Answer 1

【答案】（1）200Ω （2）1.152J （3）80℃

【解析】

试题分析：（1）由图b可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻R1的阻值是200Ω。

（2）当环境温度为40℃时，电路的电流为I=U/（R0+ R1）=4V/（300Ω+200Ω）=0.008A；

通电1minR0消耗的电能是Q = I2 R0t=（0.008A）2×300Ω×60s=1.152J。

（3）电压表的最大测量值为3V，则此时电路的电流为I/=U0/R0=3V/300Ω=0.01A，

串联电路的总电阻为R=U/ I/=4V/0.01A=400Ω，

热敏电阻R1的阻值是R1/=400Ω-300Ω=100Ω，对应的环境温度是80℃。

所以，电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是80℃。