小劉設計了一個用電壓的示數變化反映環境溫度變化的電路．其電路原理圖如圖（a）所示，其中，電源兩端電壓U=4V（...

問題詳情：

小劉設計了一個用電壓的示數變化反映環境溫度變化的電路．其電路原理圖如圖（a）所示，其中，電源兩端電壓U=4V（恆定不變），電壓表量程為0～3V，R0是300Ω的定值電阻，R1是熱敏電阻，其電阻隨環境溫度變化的關係如圖（b）所示，若閉合開關S，

①當環境溫度為60℃時，熱敏電阻R1的阻值是多少？

②當環境溫度為40℃時，10s內R0消耗的電能是多少？

③此電路所允許的最高環境溫度是多少？

【回答】

解：①由圖（b）可知，當環境溫度為60℃時，熱敏電阻R1的阻值是150Ω；

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（b）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於各分電阻之和，

所以，電路中的電流：

I===0.008A，

則R0消耗的電能：

W=I2R0t=（0.008A）2×300Ω×10s=0.192J；

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於各部分電路兩端的電壓之和，

所以，R1兩端的電壓：

U1′=U﹣U0′=4V﹣3V=1V，

此時熱敏電阻的阻值：

R1′===100Ω，

由圖（b）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℃．

答：①當環境溫度為60℃時，熱敏電阻R1的阻值是150Ω；

②當環境溫度為40℃時，10s內R0消耗的電能是0.192J；

③此電路所允許的最高環境溫度是80℃．

【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功公式的靈活運用，根據圖象讀出電阻和溫度對應的值是解題的關鍵．

知識點：各地會考

題型：計算題