Question

6．通常情況下，電阻的阻值會隨溫度的變化而改變，利用電阻的這種特性可以制成電阻溫度計，從而用來測量較高的溫度．如圖所示，電流表量程為0～25mA，電源電動勢為3V，內(nèi)阻不計．R為滑動變阻器，電阻R_t作為溫度計的測溫傳感器．當t≥0℃時，R_t的阻值隨溫度t的變化關系為R_t=20+0.5t（單位為Ω）．先把R_t放入0℃環(huán)境中，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電流表指針恰好滿偏，然后把測溫探頭R_t放到某待測溫度環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為15mA，該環(huán)境的溫度為160℃；當把測溫探頭R_t放到460℃溫度環(huán)境中，電路消耗的電功率為0.026W．

Answer 1

分析 當R_t放入0℃環(huán)境中時，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$求出電路的總電阻，已知R_t的電阻隨溫度的變化關系式，求出R_t的阻值，從而求出滑動變阻器接入電路的電阻．
當把測溫探頭放到某待測環(huán)境中時，根據(jù)電流表的示數(shù)求出電路總電阻，因為滑動變阻器和測溫探頭串聯(lián)，
所以總電阻減去滑動變阻器電阻就是測溫探頭的電阻，根據(jù)關系式求出環(huán)境的溫度．
把測溫探頭放到480℃環(huán)境中，根據(jù)關系式求出測溫探頭的電阻，再加上滑動變阻器電阻就是電路總電阻，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路消耗的電功率．

解答 解：當把R_t放入0℃的環(huán)境中，電路總電阻R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{0.025A}$=120Ω，R_t的阻值為R_t=20+0.5t=20Ω，
滑動變阻器阻值為R_變=R₁-R_t=120Ω-20Ω=100Ω．
當電流表示數(shù)為15mA時，電路總電阻R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{3}{0.015}$=200Ω，R_t的阻值為300Ω-200Ω=100Ω，
所以20+0.5t=100Ω，所以t₁=$\frac{100-20}{0.5}$℃=160℃．
把測溫探頭放到460℃環(huán)境中，測溫探頭電阻R_t=20+0.5t=250Ω，
所以電路消耗電功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{9}{250+100}$=0.026W．
故答案為：160；0.026．

點評 本題考查根據(jù)關系式得出數(shù)據(jù)的問題，這是一種新型的解題方法，關鍵是考查對題意的理解能力和對電路圖的分析能力以及電學公式的應用．