Question

【題目】醫院、賓館等公共場所普遍使用高溫高壓蒸氣消毒鍋對物品消毒．圖甲為自動測定鍋內溫度的電路原理圖，其中R0為定值電阻，A為溫度指示表(實質是一只電流表)，Rx為熱敏電阻(其電阻值隨鍋內溫度的變化而變化)．熱敏電阻的阻值與溫度的對應關系如下表所示，電源兩端的電壓保持6V不變．

鍋內溫度值／℃	25	37	50	62	75	87	100	112	125
Rx對應的電阻值/Ω	150	80	50	30	20	15	10	7

（1）若鍋內溫度為112℃時電流表指針指向0.50A；求R0的阻值

（2）若鍋內溫度為125℃時電流表指針指向0.6A；求鍋內溫度為125℃時熱敏電阻Rx的阻值和Rx發熱功率．

（3）高溫高壓蒸氣消毒鍋內溫度與鍋內氣壓的關系如下表所示：

鍋內溫度t／℃	87	100	112	125
鍋內氣壓值p／Pa	1.8×105	2.0×105	2.5×105	3.3×105

為了使高溫高壓蒸氣消毒鍋內溫度不超過112℃，高壓鍋蓋上有一限壓閥，圖乙為限壓閥的原理圖，限壓閥由一直立圓柱形金屬體和濾網型外套組成．當鍋內溫度達到112℃時，鍋內高壓氣體將圓柱形金屬體頂起，并對外排氣減壓，從而起到限壓的作用．已知圓柱形金屬體的底面積為0.2cm2，求該金屬體的質量m ．

(外界氣壓p外=1.0×105Pa，g取10N/kg)

Answer 1

【答案】（1）5Ω （2）5Ω 1.8W （3）0.3kg

【解析】試題分析：（1）因為U=6V，當電流為I1=0.50A時，電源電壓U=I1R2+I1R=0.50A×7Ω+0.50A×R，

解得R=5Ω，

（2）鍋內溫度為125℃時，電流為I2=0.6A，熱敏電阻的阻值RX=U/I2-R=6V/0.6A-5Ω=10Ω-5Ω=5Ω，

它此時消耗的功率PX=I22RX=（0.6A）2×5Ω=1.8W．

（3）有表格可知，當鍋內溫度達到112℃時，氣體的壓強為P1=2.5×105Pa；由二力平衡的條件可知：P1s=Ps+mg，即2.5×105Pa×2×10-5m2=1.0×105Pa×2×10-5m2+m×10N/kg，所以，m=0.3kg．