Question

医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同．如图为自动测量锅内温度、气压的电路原理图（虚线框内为锅内部分电路）．电源电压恒为4.5V．
（1）若对总质量为5kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度须达到115℃时，器械共吸收多少热量？[c_钢=0.46×10³J/（kg?℃）]
（2）A₁为显示锅内气压大小的仪表（实质是电流表），当锅内气压不高于1标准大气压时，A₁显示气压值都为0，此时R₁阻值为200Ω，求：气压表零刻度线应标在电流表A_l刻度盘多少毫安处？
（3）热敏传感器R₂（阻值随温度发生变化的可变电阻）置于锅内，A₂为显示温度的仪表（实质是电流表）；R₂的电阻与温度的关系如下表所示：

温度t （℃）	80	85	90	95	100	105	110	115	…
电阻R2 （Ω）	120	110	100	90	80	70	60	50	…

当电流表A₂示数为60mA时，锅内的温度为多少？

Answer 1

解：（1）钢制器械吸收的热量：
Q_吸=cm△t=0.46×10³J/（kg?℃）×5kg×（115℃-15℃）=2.3×10⁵J；
（2）当锅内气压不高于1标准大气压时，A₁显示气压值都为0，R₁=200Ω，此时电路中的电流：
I===0.0225A=22.5mA，
∴气压表零刻度线应标在电流表A_l刻度盘22.5mA处；
（3）由题知，I₂=60mA=0.06A
的阻值：
R₂===75Ω，
由表中数据可以看出，热敏电阻的阻值从80Ω变到75Ω，电阻减小5Ω，温度升高2.5℃，锅内温度为：
t=100℃+2.5℃=102.5℃．
答：（1）钢制器械共吸收2.3×10⁵J的热量；
（2）气压表零刻度线应标在电流表A_l刻度盘22.5mA处；
（3）当电流表A₂示数为60mA时，锅内的温度为102.5℃．
分析：（1）知道钢制器械的质量、钢的比热容、钢制器械的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求钢制器械吸收的热量；
（2）由题知，当锅内气压不高于1标准大气压时，A₁显示气压值都为0，R₁阻值为200Ω，利用欧姆定律求此时的电流值，即气压表零刻度线所在处；
（3）知道电流表A₂的示数，利用欧姆定律求热敏电阻的阻值，根据热敏电阻与温度的关系表得出答案．
点评：本题考查了学生对吸热公式、欧姆定律的掌握和运用，属于电学、热学综合应用题，有难度．