解题思路:(1)从甲图可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量的是定值电阻两端的电压,电流表测量的是整个电路中的电流.根据图象乙可得热敏电阻随温度的变化情况,再根据串联电路电阻的特点判断出电路中总电阻的变化,再根据欧姆定律I=[U/R]判断电路中电流的变化,即电流表示数的变化.
(2)从图象上读出40℃时,热敏电阻的阻值,又知道定值电阻的阻值,可利用公式I=[U/R]计算出电路中的电流,再根据U=IR即可求出电压表的示数.
(3)测温时必须保证电压表和电流表都不超出量程,在保证这个条件的前提下,求热敏电阻的最小值,然后对照变化曲线去找对应温度.知道电路中的电流和热敏电阻的阻值,可利用公式P=I2R计算热敏电阻R0消耗的电功率.
(1)由图乙可知,随着温度的升高,热敏电阻的阻值逐渐减小,随着温度的降低,热敏电阻的阻值逐渐变大,定值电阻R和热敏电阻R0串联在电路中,随着温度的降低,热敏电阻R0的阻值逐渐增大,串联电路的总电阻逐渐减大,因为电源电压一定,总电阻变大,所以电路中的电流逐渐减小,故电流表示数减小.
(2)从图象乙中可以看出,温度为40℃时,热敏电阻的阻值为400Ω,
设此时电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,则
∴电路中的电流为:I1=[U
R0+R=
12V/400Ω+200Ω]=0.02A,
电压表的示数为:U1=I1R=0.02A×200Ω=4V.
(3)假设电压表的示数可以达到最大值Umax=8V,电流表的示数为I2,则:
∵I2=
Umax
R=[8V/200Ω]=40mA>30mA
∴电路中的电流最大为Imax=30mA=0.03A
当电路中的电流最大为Imax=30mA时,设热敏电阻的阻值为R0m,则:
∵Imax=[U
R0m+R,
∴R0m=
U
Imax-R=
12V/0.03A]-200Ω=200Ω,
∴由题中图乙可知,电路能够测量的最高温度是60℃.
所以热敏电阻R0消耗的电功率为:P=Imax2R0m=(0.03A)2×200Ω=0.18W.
答:(1)当温度降低时,电流表的示数减小.
(2)当温度为40℃时,电压表的示数是4V.
(3)则此电路能够测量的最高温度是6此时0℃,热敏电阻R0消耗的电功率为0.18W.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;电阻;电阻的串联;电功率的计算.
考点点评: 本题综合考查了串联电路的特点,欧姆定律和电功率的计算,熟练分析掌握各种不同的坐标图是本题解题的关键,读取坐标图时要特别注意纵横坐标的含义,以及它们斜率表示的含义.知道培养箱内的温度,就可以知道热敏电阻的阻值;知道热敏电阻的阻值,就可以知道培养箱内的温度.