如图*所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的...
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如图*所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V.湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图*所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出)。则在电路安全工作的前提下,下列说法正确的是( )
A.湿敏电阻R的电流最小值为80mA
B.定值电阻R0的电功率最小值为0.192W
C.电路消耗的总功率最大值为3.6W
D.此装置能监测的湿度最大值为80%
【回答】
D解:由图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A、若湿敏电阻R的阻值最大为120Ω,此时电路中的电流最小,
则此时最大总电阻:R总=R0+R最大=30Ω+120Ω=150Ω,
所以最小电流为I最小===0.08A=80mA;
此时湿敏电阻R两端的电压:UR=I最小R最大=0.08A×120Ω=9.6V>9V,
由于电压表量程为0~9V,则电流为80mA时湿敏电阻R两端的电压会超过电压表的量程,所以电路中的最小电流不能为80mA,故A错误;
B、根据串联电路的分压原理可知,湿敏电阻R的阻值越大,其两端的电压也越大,由于电压表量程为0~9V,则湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,此时湿敏电阻R的阻值最大,电路中的电流最小;
则根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可知,R0两端的电压:
U0最小=U﹣UR最大=12V﹣9V=3V,
则R0的最小电功率:P0最小===0.3W,故B错误;
C、由于电流表的量程为0~200mA,则电路中的最大电流I最大=200mA=0.2A,所以电路消耗的总功率最大值为P最大=UI最大=12V×0.2A=2.4W,故C错误;
D、由图乙可知:设电阻与湿度的关系式是:
R=aRH+b,
取RH1=0,R1=10;RH2=90,R2=100;带入数据可得:
10=a×0+b,
100=a×90+b
解得:a=1,b=10;
所以,关系式是:R=RH+10,
当湿敏电阻R两端的电压最大为9V,电路中的电流:I最小===0.1A,
根据欧姆定律可知,R的最大电阻为:
R最大===90Ω;
所以,最大值RH最大=R最大﹣10=90﹣10=80.故D正确。
故选:D。
知识点:电功率单元测试
题型:计算题
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