试题

题目:
(2008·连云港)研究表明,有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化,物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计,它可以用来测量很高的温度,其原理如图所示.图中电流表量程为0~15mA (不计其电阻),电源的电压恒为3V,R′为滑动变阻器,金属电阻作为温度计的测温探头,在t≥0℃时其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t(单位为Ω).
青果学院
(1)若要把Rt放入温度为0℃处进行测量,使电流表恰好达到满量程电流15mA,则这时滑动变阻器R′接入电路的阻值为多大?
(2)保持(1)中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变,当把测温探头Rt放到某待测温度处,电流表的示数恰为10mA,则此时Rt的阻值为多大?对应的温度为多高?
(3)保持(1)中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变,当被测温度为600℃时,电路消耗的功率为多大?
(4)若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘,则温度刻度的特点是什么?
答案
解:(1)当t=0℃时,Rt=100+0.5t=100Ω,
由欧姆定律得:此时R=
U
I
=
3V
15×10-3A
=200Ω

则R′=R-Rt=100Ω;
(2)由欧姆定律得:
R=
U
I
=
3V
10×10-3A
=300Ω

金属电阻Rt=R-R′=200Ω,
即100+0.5t=200,
解得t=200℃;
(3)当t=600℃时,Rt=100+0.5t=400Ω,
R=Rt+R′=400Ω+100Ω=500Ω,
P=
U2
R
=
(3V)2
500Ω
=0.018w

(4)电流与温度的关系可以表示为:I=
U
R1+100+0.5t
,则可知指针偏转越大,对应的温度越低,同时,电流与温度不成正比,所以刻度不均匀.
答:(1)滑动变阻器接入电阻为100Ω;
(2)金属电阻的阻值为200Ω,所对应的温度为200℃;
(3)600℃时,电路中消耗的功率为0.018W;
(4)刻度不均匀,指针偏转越大,对应的温度越低
解:(1)当t=0℃时,Rt=100+0.5t=100Ω,
由欧姆定律得:此时R=
U
I
=
3V
15×10-3A
=200Ω

则R′=R-Rt=100Ω;
(2)由欧姆定律得:
R=
U
I
=
3V
10×10-3A
=300Ω

金属电阻Rt=R-R′=200Ω,
即100+0.5t=200,
解得t=200℃;
(3)当t=600℃时,Rt=100+0.5t=400Ω,
R=Rt+R′=400Ω+100Ω=500Ω,
P=
U2
R
=
(3V)2
500Ω
=0.018w

(4)电流与温度的关系可以表示为:I=
U
R1+100+0.5t
,则可知指针偏转越大,对应的温度越低,同时,电流与温度不成正比,所以刻度不均匀.
答:(1)滑动变阻器接入电阻为100Ω;
(2)金属电阻的阻值为200Ω,所对应的温度为200℃;
(3)600℃时,电路中消耗的功率为0.018W;
(4)刻度不均匀,指针偏转越大,对应的温度越低
考点梳理
欧姆定律的应用;电流表的使用;电功率的计算.
(1)由题意可知0℃时的电阻,则由欧姆定律可求得总电阻,由串联电路的特点可求得滑动变阻器的阻值;
(2)由欧姆定律可求得电路中的总电阻,由串联电路的特点可求得Rt的阻值,由题意可知对应的温度;
(3)已知温度,则由题意可知Rt的阻值,则可求总电阻,再由功率公式可求得功率;
(4)由电流的变化可知刻度盘上的温度与电流的关系.
本题审题非常关键,应由题干中所给信息明确出电阻与温度的关系,再去结合电学知识计算出结果.本题对学生要求较高,区分度较高.
计算题;简答题;压轴题;信息给予题.
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