随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一，热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电

Question

随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一，热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0～0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω　 0.3A”字样．Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变．请完成下列小题：

（1）将此电路放入温度为20℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压；
（2）若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（3）此电路能测量的最高环境温度为多少？

Answer 1

（1）由图示电路图可知，滑动变阻器与热敏电阻串联，电流表测电路电流，
由图乙所示图象可知，温度为20℃时，热敏电阻阻值为400Ω，
由I=(U)/(R)可知，电源电压：U=I（R_t+R）=0.01A×（400Ω+100Ω）=5V；
（2）由图乙所示图象可知，温度为40℃时，热敏电阻阻值为200Ω，电路最大电流为0.02A；
由I=(U)/(R)可知，电路最小电阻：R_最小=(U)/(Imax)=(5V)/(0.02A)=250Ω，
根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知：
滑动变阻器的最小阻值：R_滑最小=R_最小-R_t=250Ω-200Ω=50Ω；
（3）热敏电阻阻值越小，环境温度最高，电路电流最大为0.02A时，由I=(U)/(R)可知，
R_总=(U)/(Imax′)=(5V)/(0.02A)=250Ω，
根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知：
R_t小=R_总-R_滑最大=250Ω-150Ω=100Ω，
由图乙可知其工作的最高环境温度50℃．
答：（1）将此电路放入温度为20℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，此时电流表的读数为0.01A，电源电压为5V；
（2）若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是50Ω；
（3）此电路能测量的最高环境温度为50℃．