如圖*所示為一個超聲波加溼器,如圖乙所示為其內部溼度監測裝置的簡化電路圖。已知電源電壓為12V,定值電阻R0的...
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問題詳情:
如圖*所示為一個超聲波加溼器,如圖乙所示為其內部溼度監測裝置的簡化電路圖。已知電源電壓為12V,定值電阻R0的阻值為30Ω,電流表的量程為0~200mA,電壓表的量程為0~9V.溼敏電阻R的阻值隨溼度RH變化的關係圖象如圖*所示,其阻值最大為120Ω(圖中未畫出)。則在電路安全工作的前提下,下列說法正確的是( )
A.溼敏電阻R的電流最小值為80mA
B.定值電阻R0的電功率最小值為0.192W
C.電路消耗的總功率最大值為3.6W
D.此裝置能監測的溼度最大值為80%
【回答】
D解:由圖可知,定值電阻R0與溼敏電阻R串聯,電壓表測量溼敏電阻R兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;
A、若溼敏電阻R的阻值最大為120Ω,此時電路中的電流最小,
則此時最大總電阻:R總=R0+R最大=30Ω+120Ω=150Ω,
所以最小電流為I最小===0.08A=80mA;
此時溼敏電阻R兩端的電壓:UR=I最小R最大=0.08A×120Ω=9.6V>9V,
由於電壓表量程為0~9V,則電流為80mA時溼敏電阻R兩端的電壓會超過電壓表的量程,所以電路中的最小電流不能為80mA,故A錯誤;
B、根據串聯電路的分壓原理可知,溼敏電阻R的阻值越大,其兩端的電壓也越大,由於電壓表量程為0~9V,則溼敏電阻R兩端的電壓最大為9V時,此時溼敏電阻R的阻值最大,電路中的電流最小;
則根據串聯電路總電壓等於各電阻兩端的電壓之和可知,R0兩端的電壓:
U0最小=U﹣UR最大=12V﹣9V=3V,
則R0的最小電功率:P0最小===0.3W,故B錯誤;
C、由於電流表的量程為0~200mA,則電路中的最大電流I最大=200mA=0.2A,所以電路消耗的總功率最大值為P最大=UI最大=12V×0.2A=2.4W,故C錯誤;
D、由圖乙可知:設電阻與溼度的關係式是:
R=aRH+b,
取RH1=0,R1=10;RH2=90,R2=100;帶入資料可得:
10=a×0+b,
100=a×90+b
解得:a=1,b=10;
所以,關係式是:R=RH+10,
當溼敏電阻R兩端的電壓最大為9V,電路中的電流:I最小===0.1A,
根據歐姆定律可知,R的最大電阻為:
R最大===90Ω;
所以,最大值RH最大=R最大﹣10=90﹣10=80.故D正確。
故選:D。
知識點:電功率單元測試
題型:計算題
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