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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015mA(不计其电阻),电源的电压恒为3VR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?

答案

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===200Ω

串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

R=RRt=200Ω100Ω=100Ω

2)当t=600时,Rt=100+0.5t=400Ω

电路中的总电阻:

R=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

2600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.

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