Question

【題目】隨著社會的發展和科技的進步，電路元件在各行得到廣泛的應用，其中熱敏電阻就是其中之一，熱敏電阻的阻值會隨溫度的改變而改變．如圖甲是用熱敏電阻測量環境溫度的電路，電路中電流表的量程為0～0.02A，滑動變阻器R的銘牌上標有“150Ω　 0.3A”字樣．Rt為熱敏電阻，其阻值隨環境溫度變化關系如圖乙所示，電源電壓保持不變．請完成下列小題：

（1）將此電路放入溫度為20℃的環境中，閉合開關S，調節滑片P，使滑動變阻器接入電路的電阻R=100Ω，此時電流表的讀數為0.01A，求電源電壓；

（2）若環境溫度為40℃時，要保證整個電路元件的安全，求滑動變阻器接入電路中的最小阻值；

（3）此電路能測量的最高環境溫度為多少？

Answer 1

【答案】（1）5V；（2）50Ω～150Ω；（3）50℃．

【解析】

（1）分析清楚電路結構，由圖象求出溫度為20℃的環境中熱敏電阻的阻值，由歐姆定律求出電源電壓；
（2）由圖象求出環境溫度為40℃時熱敏電阻的阻值，應用串聯電路特點與歐姆定律求出滑動變阻器的最小阻值；
（3）小量程電流表A允許通過的電流最大時，電路中的電阻最小，隨著溫度的升高熱敏電阻Rt逐漸減小，當滑動變阻器達到最大阻值時，熱敏電阻達到最小阻值，此時熱敏電阻正常工作的環境溫度達到最高值。

（1）由電路圖可知，滑動變阻器與熱敏電阻串聯，電流表測電路電流，由圖乙所示圖象可知，溫度為20℃時，熱敏電阻阻值為400Ω，電源電壓：；

（2）由圖乙所示圖象可知，溫度為40℃時，熱敏電阻阻值為200Ω，電路最大電流為0.02A；電路最小電阻：，根據串聯電路總電阻等于各電阻之和可知滑動變阻器的最小阻值：R滑最小=R最小-Rt=250Ω-200Ω=50Ω，滑動變阻器的最大阻值是150Ω，所以滑動變阻器的變化范圍是50Ω-150Ω；

（3）熱敏電阻阻值越小，環境溫度最高，電路電流最大為0.02A時，總電阻：，根據串聯電路總電阻等于各電阻之和可知 ，由圖乙可知其工作的最高環境溫度50℃。

答：（1）電源電壓是5V；

（2）滑動變阻器的變化范圍是50Ω-150Ω；

（3）此電路能測量的最高環境溫度為50℃。