Question

【題目】小明和小華參加設計用一個電壓表的示數變化反映環境溫度變化的電路．小明設計的電路如圖甲，小華的電路設計如圖乙．其中，電源兩端電壓U=4V（恒定不變）．電壓表量程為0～3V，定值電阻R0阻值為300Ω，R1是熱敏電阻，其電阻隨環境溫度變化的關系如圖丙所示．

（1）老師看了兩人的設計后，認為小華的設計優于小明，你認為老師做出這一判斷的理由是：______。

（2）按照小華的設計，閉合S后，當環境溫度為40℃時，電壓表的示數是多少？____ （3）同樣按照小華的設計，電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值，則此電路所允許的最高環境溫度是多少？_____

Answer 1

【答案】 小華的設計中溫度升高時，反映環境溫度變化的電壓表的示數變大，符合人們習慣。 ２.４V ８０℃

【解析】（1）小華的設計優于小明，理由是：小華的設計中溫度升高時，反映環境溫度變化的電壓表的示數變大，符合人們習慣。（2）由電路圖可知,R0與R1是串聯,電壓表測R0兩端的電壓，由圖丙可知,當環境溫度為40℃時,對應的R1的阻值為200Ω，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，根據歐姆定律，電路中的電流：I＝ ＝0.008A，電壓表的示數即R0的電壓：U0＝IR0＝0.008A×300Ω＝2.4V；(3)由題意可知，電壓表示數允許最大值為3V，此時電路能夠測量的溫度最高，因串聯電路中各處的電流相等，所以，此時電路中的電流為：I′＝＝0.01A，因串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，所以,R1兩端的電壓： ＝U＝4V3V＝1V，此時熱敏電阻的阻值： ＝100Ω，由圖丙可知，熱敏電阻的阻值為100Ω時對應溫度為80℃，即最高環境溫度為80℃。