Question

16．如圖甲為高溫高壓蒸汽消毒鍋，如圖乙是自動測定鍋內溫度的電路原理圖，其中R₀為定值電阻，阻值為5Ω．A為溫度指示表（實質是一只量程為0～0.6A的電流表），R_x（測溫探頭）為熱敏電阻（其電阻值隨鍋內溫度的變化而變化）．關于熱敏電阻的阻值與溫度的對應關系如表所示；

鍋內的溫度值/℃	25	37.5	50	62.5	75	87.5	100	112.5	125
Rx對應的電阻值/Ω	150	80	50	30	20	15	10	7

（1）若對總質量為5kg、初溫為15℃的鋼制器械進行消毒，消毒溫度須達到115℃時，器械共吸收的熱量．[c_鋼=460J/（kg•℃）]
（2）若鍋內溫度為75℃時電流表的示數(shù)為0.24A，鍋內溫度為125℃時電流表的示數(shù)為0.6A；求熱敏電阻R_x在溫度為125℃的阻值．
（3）若高溫高壓蒸汽消毒鍋的溫度變化范圍為25℃～125℃，該電路中R₀的電功率的變化范圍．

Answer 1

分析 （1）由題可知器械升高溫度，根據Q=cm△t計算器械吸收的熱量；
（2）由表格可知鍋內溫度為75℃時R_x的阻值，根據歐姆定律計算求電源電壓，再計算125℃的R_x阻值
（3）根據歐姆定律計算25℃～125℃時電流中電流，再由P=I²R計算R₀的電功率的變化范圍．

解答 解：
（1）由題可知鋼制器械進行消毒時升高的溫度△t=115℃-15℃=100℃，
所以鋼制器械吸收的熱量：Q=cm△t=460J/（kg•℃）×5kg×100℃=2.3×10⁵J；
（2）由乙圖可知兩電阻串聯(lián)，
由表格鍋內溫度為75℃時R_x=20Ω，
由歐姆定律可得：U=I（R_x+R₀）
即：U=0.24A×（20Ω+5）
解得：U=6V，
由表格鍋內溫度為125℃時電流表的示數(shù)為0.6A，
U=I′（R_x+R₀），
所以R_x=$\frac{U}{I′}$-R₀=$\frac{6V}{0.6A}$-5Ω=5Ω；
（3）當溫度為25℃時，R_x=150Ω，
此時電路中電流：I″=$\frac{U}{{R}_{x}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{150Ω+5Ω}$≈0.039A，
P₀=I″²R₀=（0.039A）²×5Ω=0.0076W，
當溫度為125℃時，R_x=5Ω，
P₀′=I′²R₀=（0.6A）²×5Ω=0.18W
故R₀的功率變化范圍為0.0076W～0.18W．
答：（1）器械共吸收的熱量2.3×10⁵J；
（2）熱敏電阻R_x在溫度為125℃的阻值為5Ω；
（3）若高溫高壓蒸汽消毒鍋的溫度變化范圍為25℃～125℃，該電路中R₀的電功率的變化范圍為0.0076W～0.18W．

點評 本題考查電阻、電流、電壓和電功率的計算，關鍵是歐姆定律的應用，要知道串聯(lián)電路的特點，還要學會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據．