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R
t随温度t的变化关系为R
t=100+0.5t(单位为Ω).
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(1)若要把R
t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R
t放到某待测温度处,电流表的示数恰为10mA,则此时R
t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,R
t=100+0.5t=100Ω,
由欧姆定律得:此时R
总=
==200Ω,
则R′=R
总-R
t=100Ω;
(2)由欧姆定律得:
R
总=
==300Ω,
金属电阻R
t=R
总-R′=200Ω,
即100+0.5t=200,
解得t=200℃;
(3)当t=600℃时,R
t=100+0.5t=400Ω,
R
总=R
t+R′=400Ω+100Ω=500Ω,
P=
==0.018w;
(4)电流与温度的关系可以表示为:I=
,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,R
t=100+0.5t=100Ω,
由欧姆定律得:此时R
总=
==200Ω,
则R′=R
总-R
t=100Ω;
(2)由欧姆定律得:
R
总=
==300Ω,
金属电阻R
t=R
总-R′=200Ω,
即100+0.5t=200,
解得t=200℃;
(3)当t=600℃时,R
t=100+0.5t=400Ω,
R
总=R
t+R′=400Ω+100Ω=500Ω,
P=
==0.018w;
(4)电流与温度的关系可以表示为:I=
,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