Question

18．現代生物醫(yī)學研究使用的細菌培養(yǎng)箱內的溫度需要精確測控，測控的方法之一是用熱敏電阻來探測溫度．如圖甲所示的電路，將熱敏電阻R₀置于細菌培養(yǎng)箱內，其余部分置于箱外．這樣既可以通過電流表的示數來表示箱內溫度，又可以通過電壓表的示數來表示箱內溫度．已知該電路中電源電壓是12V，定值電阻R的阻值是200Ω．熱敏電阻R₀的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示．已知電流表量程是0～30mA，電壓表量程是0～8V，則此電路能測量的最高溫度是多少？

Answer 1

分析 由圖乙可知熱敏電阻R₀的阻值隨溫度升高而變小，測量的溫度越高時電路中的總電阻最小，電路中的電流最大，根據歐姆定律求出電壓表的示數最大時電路中的電流，然后與電流表的量程確定電路中的最大電流，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出R₀的阻值，然后根據圖乙讀出電路測量的最高溫度．

解答 解：當電壓表的示數U_R=8V時，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{8V}{200Ω}$=0.04A=40mA＞30mA，
所以，當I_m=30mA時，電路中的電流最大，熱敏電阻的阻值最小，測量的溫度最高，
此時電路的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{m}}$=$\frac{12V}{0.03A}$=400Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，熱敏電阻的阻值：
R₀=R-R₁=400Ω-200Ω=200Ω，
由圖乙可知，此電路能測量的最高溫度是60℃．
答：此電路能測量的最高溫度是60℃．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的應用，從圖象中讀出熱敏電阻的阻值與溫度的關系是關鍵．