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).
(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,既电流为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,当被测温度为600℃时,电路消耗的电功率为多大?
(3)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?

考点:
欧姆定律的应用;电阻的串联;电功率的计算. | 专题: | 计算题;应用题;电路和欧姆定律;电能和电功率. |
分析: | (1)根据Rt=100+0.5t求出0℃时,金属电阻的阻值,根据欧姆定律求出串联电路中的总电阻,利用电阻的串联求出电路消耗的电功率; (2)根据Rt=100+0.5t求出600℃时,金属电阻的阻值,根据P= 和电阻的串联求出电路消耗的电功率; (3)由电流的变化可知刻度盘上的温度与电流的关系. |
解答: | 解:(1)当t=0℃时,Rt=100+0.5t=100Ω, 由欧姆定律得:此时电路中的总电阻: R总== =200Ω, ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和, ∴R′=R总﹣Rt=200Ω﹣100Ω=100Ω; (2)当t=600℃时,Rt=100+0.5t=400Ω, 电路中的总电阻: R总=Rt+R′=400Ω+100Ω=500Ω, 电路消耗的总功率: P= = =0.018W; (3)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)600℃时,电路中消耗的功率为0.018W; (3)刻度不均匀,指针偏转越大,对应的温度越低. |
点评: | 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. |