Question

医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同．如图为自动测量锅内温度、气压的电路
原理图（虚线框内为锅内部分电路）．电源电压恒为4.5V．
（1）若对总质量为5kg、初温为15℃的钢制器械进行消毒，消毒温度须达到115℃时，器械共吸收多少热量？[c_钢=0.46×10³J/]
（2）压强传感器R₁（阻值随所受的压强大小发生变化的可变电阻）置入锅内，其受压面积为2cm²，如果R₁表面能承受的最大压力为70N，则锅内允许的最高气压是多少？
（3）A₁为显示锅内气压大小的仪表（实质是电流表），当锅内气压不高于1标准大气压时，A₁显示气压值都为0，此时R₁阻值为200Ω，求：气压表零刻度线应标在电流表A_l刻度盘多少毫安处？
（4）热敏传感器R₂（阻值随温度发生变化的可变电阻）置于锅内，A₂为显示温度的仪表（实质是电流表）；R₂的电阻与温度的关系如下表所示：

温度t/℃	80	85	90	95	100	105	110	115	…
电阻R2/Ω	120	110	100	90	80	70	60	50	…

当电流表A₂示数为60mA时，锅内的温度为多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知钢制器械的质量5kg，初温15℃，末温115℃，根据热量的计算公式Q_吸=cm（t-t）可求出器械吸收的热量；
（2）已知压力70N，受压面积为2cm²，根据P=可求出锅内气压；
（3）已知电源电压恒为4.5V，R₁阻值为200Ω，可求出此时电流，就是气压表零刻度线位置；
（4）已知电源电压恒为4.5V，电流60mA，可求出电阻，由表中数据可知锅内温度．
解答：解：（1）器械吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t）=0.46×10³J/（kg?℃）×5kg×（115℃-15℃）=2.3×10⁵J；
（2）锅内气压：
P===3.5×10⁵Pa；
（3）通过R₁的电流：
I₁===22.5mA；
气压表零刻度线应标在电流表A_l刻度盘22.5毫安处；
（4）R₂的阻值：
R₂===75Ω，
由表中数据可知，温度每升高5℃，R₂的阻值减小10Ω，
可见当R₂的阻值是75Ω时，锅内温度为102.5℃．
答：（1）器械吸收的热量是2.3×10⁵J；
（2）锅内气压为3.5×10⁵Pa；
（3）气压表零刻度线应标在电流表A_l刻度盘22.5毫安处；
（4）锅内温度为102.5℃．
点评：本题是一道电热综合题，考查了热量的计算，压强的计算及对学生观察、分析、归纳能力的考查，是一道综合性很强的题，是一道好题．