Question

圖甲和圖乙是利用熱敏電阻來測(cè)量溫度的原理圖．熱敏電阻R的阻值隨溫度的變化關(guān)系如下表所示，電源電壓均為20V且保持不變，定值電阻R₀的阻值為30Ω．則：

溫度t/℃	0	20	40	60	80	100
熱敏電阻值R/Ω	100	55	35	20	12.5	7.5

（1）在圖丙坐標(biāo)中作出熱敏電阻的電阻值與溫度的關(guān)系圖線．
（2）圖甲中電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，熱敏電阻兩端的電壓和消耗的功率分別是多少？
（3）圖乙中電壓表的量程為0～15V，試求此電路能測(cè)量的最高溫度．

Answer 1

解：（1）先在坐標(biāo)中找到表格中溫度和熱敏電阻值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑的曲線連接即可，如下圖所示：

（2）電阻R₀兩端的電壓：
U₀=IR₀=0.3A×30Ω=9V，
熱敏電阻兩端的電壓：
U₁=U-U₀=20V-9V=11V，
熱敏電阻消耗的電功率：
P₁=U₁I₁=0.3A×11V=3.3W．
（3）從圖象中可以看出，熱敏電阻的阻值越小，其測(cè)量溫度越高，所以當(dāng)電壓表示數(shù)為15V，熱敏電阻的阻值最小，測(cè)量的溫度最高；
當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，電路中的電流：
I₂===0.5A，
設(shè)此時(shí)熱敏電阻的阻值R₂，
則U₂=U-U₀=20V-15V=5V，
R₂===10Ω．
由圖可知，此時(shí)的溫度是92℃．
答：（1）如上圖所示；
（2）圖甲中電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，熱敏電阻兩端的電壓為11V，消耗的功率是3.3W；
（3）圖乙中電壓表的量程為0～15V，此電路能測(cè)量的最高溫度為92℃．
分析：（1）先在坐標(biāo)中找到表格中的點(diǎn)，然后用平滑的曲線進(jìn)行連接即可．
（2）根據(jù)歐姆定律求出電阻R₀兩端的電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出熱敏電阻兩端的電壓，再根據(jù)P=UI求出熱敏電阻消耗的功率．
（3）圖乙中熱敏電阻和定值電阻R₀串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)R₀的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知電壓表的示數(shù)越大熱敏電阻兩端的電壓越小，熱敏電阻接入電路的電阻越小，由圖丙可知溫度越高熱敏電阻的阻值越小，所以根據(jù)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電壓表示數(shù)為15V時(shí)的熱敏電阻的阻值就可求此電路能測(cè)量的最高溫度．
點(diǎn)評(píng)：學(xué)生要牢固掌握串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律，電功率公式，能正確讀圖，能正確分析電路圖中的電流表和電壓表所表示的信息是解本題的關(guān)鍵．