如图所示,小牛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,电源电压恒定不变,定值电阻 R0=20Ω,R1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,闭合开关 S 后,求:

(1) 当环境温度为 20℃时,电压表示数为 3V,电源电压是多少;
答案:9V
(2) 当电压表示数为 6V 时,环境温度是多少。
答案:50℃
答案:(1) 9V;(2) 50℃
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(1)由图乙可知,当环境温度为 20℃时,热敏电阻 R1的阻值是 40Ω;由电路图可知,定值电阻 R0与热敏电阻 R1串联,电压表测定值电阻 R0两端电压,当环境温度为 20℃时,电压表示数为 3V,则电路的电流为
I=U0/R0=3V/20Ω=0.15A。
因串联电路中各处的电流相等,R1两端的电压
U1=IR1=0.15A×40Ω=6V。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=U0+U1=3V+6V=9V。
(2)电压表示数为 6V 时,此时电路中的电流
I′=U0′/R0=6V/20Ω=0.3A。
R1的阻值
R1′=U1′/I′=(U−U0′)/I′=(9V−6V)/0.3A=10Ω。
由图乙知道,此时环境温度为 50℃。