Question

2．如圖甲為高溫高壓蒸汽消毒鍋，如圖乙是自動(dòng)測(cè)定鍋內(nèi)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(shí)質(zhì)是一只量程為0～0.6A的電流表），R_x（測(cè)溫探頭）為熱敏電阻（其電阻值隨鍋內(nèi)溫度的變化而變化）．關(guān)于熱敏電阻的阻值與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示；

鍋內(nèi)的溫度值/℃	25	37.5	50	62.5	75	87.5	100	112.5	125
Rx對(duì)應(yīng)的電阻值/Ω	145	80	50	30	20	15	10		5

（1）若對(duì)總質(zhì)量為5kg、初溫為15℃的鋼制器械進(jìn)行消毒，消毒溫度須達(dá)到115℃時(shí)，器械共吸收的熱量為多少．已知鋼的比熱容c_鋼=460J/（kg•℃）
（2）若鍋內(nèi)溫度為75℃時(shí)電流表的示數(shù)為0.24A，鍋內(nèi)溫度為112.5℃時(shí)電流表的示數(shù)為0.5A；求熱敏電阻R_x在溫度為112.5℃的阻值為多少Ω．
（3）若高溫高壓蒸汽消毒鍋的溫度為25℃時(shí)，該電路中R₀的電功率為多大．

Answer 1

分析 （1）由題可知器械升高溫度，根據(jù)Q=cm△t計(jì)算器械吸收的熱量；
（2）由表格可知鍋內(nèi)溫度為75℃時(shí)R_x的阻值，根據(jù)歐姆定律計(jì)算求電源電壓，再計(jì)算125℃的R_x阻值
（3）根據(jù)歐姆定律計(jì)算25℃時(shí)電路中電流，再由P=I²R計(jì)算R₀的電功率．

解答 解：
（1）由題可知鋼制器械進(jìn)行消毒時(shí)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(nèi)溫度為75℃時(shí)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(nèi)溫度為112.5℃時(shí)電流表的示數(shù)為0.5A，
U=I′（R_x+R₀），
所以R_x=$\frac{U}{I′}$-R₀=$\frac{6V}{0.5A}$-5Ω=12Ω-5Ω=7Ω；
（3）當(dāng)溫度為25℃時(shí)，R_x=145Ω，
此時(shí)電路中電流：I″=$\frac{U}{{R}_{x}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{145Ω+5Ω}$=0.04A，
P₀=I″²R₀=（0.04A）²×5Ω=0.008W，
答：（1）器械共吸收的熱量為2.3×10⁵J；
（2）熱敏電阻R_x在溫度為112.5℃的阻值為7Ω．
（3）若高溫高壓蒸汽消毒鍋的溫度為25℃時(shí)，該電路中R₀的電功率為0.008W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻、電流、電壓和電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用，要知道串聯(lián)電路的特點(diǎn)，還要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．