Question

6．通常情況下，電阻的阻值會(huì)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(jì)，從而用來測(cè)量較高的溫度．如圖所示，電流表量程為0～25mA，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)．R為滑動(dòng)變阻器，電阻R_t作為溫度計(jì)的測(cè)溫傳感器．當(dāng)t≥0℃時(shí)，R_t的阻值隨溫度t的變化關(guān)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(dòng)變阻器R，使電流表指針恰好滿偏，然后把測(cè)溫探頭R_t放到某待測(cè)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(dāng)把測(cè)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(dāng)R_t放入0℃環(huán)境中時(shí)，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(guān)系式，求出R_t的阻值，從而求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻．
當(dāng)把測(cè)溫探頭放到某待測(cè)環(huán)境中時(shí)，根據(jù)電流表的示數(shù)求出電路總電阻，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器和測(cè)溫探頭串聯(lián)，
所以總電阻減去滑動(dòng)變阻器電阻就是測(cè)溫探頭的電阻，根據(jù)關(guān)系式求出環(huán)境的溫度．
把測(cè)溫探頭放到480℃環(huán)境中，根據(jù)關(guān)系式求出測(cè)溫探頭的電阻，再加上滑動(dòng)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(dāng)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(dòng)變阻器阻值為R_變=R₁-R_t=120Ω-20Ω=100Ω．
當(dāng)電流表示數(shù)為15mA時(shí)，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(cè)溫探頭放到460℃環(huán)境中，測(cè)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(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)關(guān)系式得出數(shù)據(jù)的問題，這是一種新型的解題方法，關(guān)鍵是考查對(duì)題意的理解能力和對(duì)電路圖的分析能力以及電學(xué)公式的應(yīng)用．