Question

18．現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究使用的細(xì)菌培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度需要精確測(cè)控，測(cè)控的方法之一是用熱敏電阻來(lái)探測(cè)溫度．如圖甲所示的電路，將熱敏電阻R₀置于細(xì)菌培養(yǎng)箱內(nèi)，其余部分置于箱外．這樣既可以通過(guò)電流表的示數(shù)來(lái)表示箱內(nèi)溫度，又可以通過(guò)電壓表的示數(shù)來(lái)表示箱內(nèi)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(guān)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(cè)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(cè)量的溫度越高時(shí)電路中的總電阻最小，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)最大時(shí)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(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₀的阻值，然后根據(jù)圖乙讀出電路測(cè)量的最高溫度．

解答 解：當(dāng)電壓表的示數(shù)U_R=8V時(shí)，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{8V}{200Ω}$=0.04A=40mA＞30mA，
所以，當(dāng)I_m=30mA時(shí)，電路中的電流最大，熱敏電阻的阻值最小，測(cè)量的溫度最高，
此時(shí)電路的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{m}}$=$\frac{12V}{0.03A}$=400Ω，
因串聯(lián)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(cè)量的最高溫度是60℃．
答：此電路能測(cè)量的最高溫度是60℃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，從圖象中讀出熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系是關(guān)鍵．