Question

材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間稱做半導(dǎo)體。有一種半導(dǎo)體其電阻大小隨溫度的變化而明顯改變，利用這種半導(dǎo)體材料制成的電阻叫熱敏電阻。熱敏電阻可以用來測量溫度的變化，且反應(yīng)快，精度高。李明同學(xué)為了檢測他家蔬菜大棚內(nèi)的溫度變化，他用熱敏電阻設(shè)計了一個如圖所示的電路，其中電源電壓是3V，熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像如圖所示，電流表的量程是0－100mA。為了能從電流表直接讀出大棚內(nèi)的氣溫，他將電流表的刻度盤改畫成溫度的刻度，這樣改造后的電流表就成了氣溫表。

(1)請你幫他計算,改造成的氣溫表能測量的最高溫度是多少？(寫出計算過程。)

(2)結(jié)合圖像分析，你認為李明設(shè)計的電路有什么不妥之處?

(3)在保持現(xiàn)有元件不變的條件下，再 (串聯(lián)/并聯(lián))一個電阻，使該氣溫表的量程擴大到60℃，求新增電阻的阻值。

(4)根據(jù)你設(shè)計的電路，通過計算說明，此氣溫表的0℃時電流表讀數(shù)多少？

Answer 1

(1)25℃ (2) 電路中的電流增大，從而超過電流表的量程，損壞電流表 (3)串聯(lián) 20Ω (4)0.025A

【解析】

試題分析：【解析】
（1）因電流表的使用時不能超過它的量程，所以當(dāng)電流表達到滿刻度時，電路中的電流為100mA=0.1A；

此時，電路中的電阻為：R=U/ I =3V/ 0.1A =30Ω；

由圖象可知，熱敏電阻的阻值為30Ω時溫度為25℃．

（2）經(jīng)上面分析可知：當(dāng)溫度達到25℃后，若溫度繼續(xù)升高，熱敏電阻的阻值減小，因電路中只有熱敏電阻接入，會使電路中的電流增大，從而超過電流表的量程，損壞電流表，所以李明設(shè)計的電路不妥。

（3）為使氣溫表的量程擴大到60℃，即氣溫達到60℃時，電路中的電流不能超過0.1A，又因此時熱敏電阻的阻值為10Ω，所以在電路中串聯(lián)一個電阻，

當(dāng)電流表達到滿刻度時，電路中的電阻為30Ω，即R總=30Ω．

所以串聯(lián)的電阻為R2=R總-R1=30Ω-10Ω=20Ω。

（4）由圖象可知：0℃時，熱敏電阻的阻值為100Ω，此時，電路總的電流是：I=U/ R總 =3V/( 100Ω+20Ω) =0.025A。

考點：歐姆定律