Question

12．甲圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的一電子溫度計(jì)的電路原理圖．電源電壓恒為6V，電壓表量程為0～3V，R₀是定值電阻，R_t是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示．將熱敏電阻放入標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物中時(shí)，電壓表示數(shù)為2V．

（1）電阻R₀的阻值為多大？
（2）在電路正常工作時(shí)，此電子溫度計(jì)能測(cè)量的最高溫度為多少？
（3）在不改變電表的條件下，要增大電子溫度計(jì)的測(cè)溫范圍，應(yīng)如何調(diào)整？（寫(xiě)出兩條）

Answer 1

分析 （1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度為0℃，由圖乙可知R_t的阻值，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R_t兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出電阻R₀的阻值；
（2）由圖乙可知，溫度越高，熱敏電阻阻值越小，分得的電壓越小，電壓表的示數(shù)越大，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)所測(cè)的溫度最高，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出熱敏電阻的阻值，由圖乙得出所測(cè)的最高溫度；
（3）由圖乙可知，溫度越高，熱敏電阻阻值越小，分得的電壓越小，電壓表的示數(shù)越大，據(jù)此得出不改變電表的條件下增大電子溫度計(jì)的測(cè)溫范圍的方法．

解答 解：（1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度為0℃，由圖乙可知，R_t=60Ω，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R_t兩端的電壓：
U_t=U-U₀=6V-2V=4V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{t}}{{R}_{t}}$，即$\frac{2V}{{R}_{0}}$=$\frac{4V}{60Ω}$，
解得：R₀=30Ω；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)U₀′=3V時(shí)，此電子溫度計(jì)能測(cè)量的溫度最高，
此時(shí)電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{0}′}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A，
電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，此時(shí)熱敏電阻的阻值：
R_t′=R-R₀=60Ω-30Ω=30Ω，
由圖乙可知，此電子溫度計(jì)能測(cè)量的最高溫度為30℃；
（3）由圖乙可知，溫度越高，熱敏電阻阻值越小，分得的電壓越小，電壓表的示數(shù)越大，
要增大電子溫度計(jì)的測(cè)溫范圍，而不改變電表的條件，可以適當(dāng)減小定值電阻阻值，或減小電源電壓，或在電路中再串聯(lián)一個(gè)分壓電阻．
答：（1）電阻R₀的阻值為30Ω；
（2）在電路正常工作時(shí)，此電子溫度計(jì)能測(cè)量的最高溫度為30℃；
（3）適當(dāng)減小定值電阻阻值，減小電源電壓等．

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，能從圖象中得出有用的信息是關(guān)鍵．