360.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),V是电压表,量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=30Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,求:
⑴当环境温度为40℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
⑶电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是多少?
解析:1分析甲图可知:
①R0与R1串联,
②V测R0两端电压U0;
2由题意知:
①U=4V,
②R0=30Ω,
③V量程0~3V,
则U0max=3V;
3分析乙图可知:
①当t=40℃时,R1=20Ω,
则I=U/(R0+R1)
=4V/(30Ω+20Ω)
=0.08A,
U0=IR0
=0.08A×30Ω
=2.4V;
3当U0max=3V时,
I=U0max/R0
=3V/30Ω
=0.1A,
R1=U/I-R0
=4V/0.1A - 30Ω
=10Ω,
则由乙图可知:t=80℃。
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