Question

16．如图甲为高温高压蒸汽消毒锅，如图乙是自动测定锅内温度的电路原理图，其中R₀为定值电阻，阻值为5Ω．A为温度指示表（实质是一只量程为0～0.6A的电流表），R_x（测温探头）为热敏电阻（其电阻值随锅内温度的变化而变化）．关于热敏电阻的阻值与温度的对应关系如表所示；

锅内的温度值/℃	25	37.5	50	62.5	75	87.5	100	112.5	125
Rx对应的电阻值/Ω	150	80	50	30	20	15	10	7

（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，器械共吸收的热量．[c_钢=460J/（kg•℃）]
（2）若锅内温度为75℃时电流表的示数为0.24A，锅内温度为125℃时电流表的示数为0.6A；求热敏电阻R_x在温度为125℃的阻值．
（3）若高温高压蒸汽消毒锅的温度变化范围为25℃～125℃，该电路中R₀的电功率的变化范围．

Answer 1

分析 （1）由题可知器械升高温度，根据Q=cm△t计算器械吸收的热量；
（2）由表格可知锅内温度为75℃时R_x的阻值，根据欧姆定律计算求电源电压，再计算125℃的R_x阻值
（3）根据欧姆定律计算25℃～125℃时电流中电流，再由P=I²R计算R₀的电功率的变化范围．

解答 解：
（1）由题可知钢制器械进行消毒时升高的温度△t=115℃-15℃=100℃，
所以钢制器械吸收的热量：Q=cm△t=460J/（kg•℃）×5kg×100℃=2.3×10⁵J；
（2）由乙图可知两电阻串联，
由表格锅内温度为75℃时R_x=20Ω，
由欧姆定律可得：U=I（R_x+R₀）
即：U=0.24A×（20Ω+5）
解得：U=6V，
由表格锅内温度为125℃时电流表的示数为0.6A，
U=I′（R_x+R₀），
所以R_x=$\frac{U}{I′}$-R₀=$\frac{6V}{0.6A}$-5Ω=5Ω；
（3）当温度为25℃时，R_x=150Ω，
此时电路中电流：I″=$\frac{U}{{R}_{x}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{150Ω+5Ω}$≈0.039A，
P₀=I″²R₀=（0.039A）²×5Ω=0.0076W，
当温度为125℃时，R_x=5Ω，
P₀′=I′²R₀=（0.6A）²×5Ω=0.18W
故R₀的功率变化范围为0.0076W～0.18W．
答：（1）器械共吸收的热量2.3×10⁵J；
（2）热敏电阻R_x在温度为125℃的阻值为5Ω；
（3）若高温高压蒸汽消毒锅的温度变化范围为25℃～125℃，该电路中R₀的电功率的变化范围为0.0076W～0.18W．

点评 本题考查电阻、电流、电压和电功率的计算，关键是欧姆定律的应用，要知道串联电路的特点，还要学会从题目所给信息中找到有用的数据．