Question

【题目】医院、宾馆等公共场所普遍使用高温高压蒸气消毒锅对物品消毒。如图甲为自动测定锅内温度的电路原理图，其中R0为定值电阻，A为温度指示表（实质是一只电流表），Rx为热敏电阻（其电阻值随锅内温度的变化而变化）。热敏电阻的阻值与温度的对应关系如表一所示，电源电压保持不变。

表一：

锅内温度值t／℃	25	37	50	62	75	87	100	112	125
Rx对应的电阻值/Ω	150	80	50	30	20	15	10	7

表二

锅内温度值t／℃	87	100	112	125
锅内气压值／Pa	1.8×105	2.0×105	2.5×105	3.3×105

(1)若锅内温度为75℃时电流表的示数为0.24A；若锅内温度为112℃时电流表的示数为0.50A；若锅内温度为125℃时电流表示数为0.60A；求锅内温度为125℃时热敏电阻的阻值Rx的阻值是多大？

(2)高温高压蒸气消毒锅内温度与锅内气压的关系如表二所示。为了使高温高压蒸气消毒锅内温度不超过112℃，高压锅盖上有一限压阀，图乙为限压阀的原理图，限压阀由一直立圆柱形金属体和滤网型外套组成。当锅内温度接近112℃时，锅内高压气体将圆柱形金属体顶起，并对外排气减压，从而起到限压的作用。已知圆柱形金属体的底面积S为0.2cm2，求该金属体的质量m是多少？（外界大气压p外=1.0×105Pa，g取10N/kg）

(3)试分析说明，假若要把这种金属高温高压蒸汽消毒锅向西藏地区销售，要让水的沸点仍与威海地区的相同，应如何改进高压蒸汽消毒锅？（西藏地区的气压大约9.4×104Pa~9.6×104Pa）

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)应增大金属体的质量

【解析】

(1)从图中可以看到，这是一个串联电路，由题意和欧姆定律可得到以下关系式

解得，；

锅内温度为125℃时热敏电阻的阻值设为Rx，可知道

解得。

(2)由题意可知，该金属体在竖直方向上受力平衡，可得到

即

解得。

(3)要使水的沸点相同，锅内的气压相同，由于西藏地区大气压小于威海的大气压，为保证压强不变，应增加金属体的质量。

答：(1)锅内温度为125℃时热敏电阻的阻值Rx的阻值是；(2)该金属体的质量是；(3)假若要把这种金属高温高压蒸汽消毒锅向西藏地区销售，要让水的沸点仍与威海地区的相同，应增大金属体的质量。