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物理必考现代生物医学研究使用的细菌培养箱内的温度需要精确测控.测控的

更新时间:2024-01-22 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

现代生物医学研究使用的细菌培养箱内的温度需要精确测控,测控的方法之一是用热敏电阻来探测温度.如图甲所示的电路,将热敏电阻R0置于细菌培养箱内,其余都置于箱外.这样既可以通过电流表的示数来表示箱内温度,又可以通过电压表的示数来表示箱内温度.已知该电路中电源电压是12V,定值电阻R的阻值是200Ω.热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示.求:Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(1)当培养箱内的温度降低时,电流表的示数如何变化?Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(2)当培养箱内的温度为40℃时,定值电阻R的功率多大?Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(3)已知电流表的量程是0~30mA,电压表的量程是0~8V,则此电路能够测量的最高温度是多大?

试题答案

解:(1)因为热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以当温度降低时,热敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大,电路中的电流减小,故电流表的示数减小;Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(2)从图象中可以看出,温度为40℃时,热敏电阻的阻值为400Ω,Pt2物理好资源网(原物理ok网)

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,Pt2物理好资源网(原物理ok网)

∴根据欧姆定律可得,电路中的电流为:Pt2物理好资源网(原物理ok网)

I===0.02A,Pt2物理好资源网(原物理ok网)

定值电阻R的功率:Pt2物理好资源网(原物理ok网)

P=I2R=(0.02A)2×200Ω=0.08W;Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(3)当电压表的示数为U1=8V时,此时电路中的电流:Pt2物理好资源网(原物理ok网)

I′===0.04A=40mA>30mA;Pt2物理好资源网(原物理ok网)

当Im=30mA时,电路的总电阻:Pt2物理好资源网(原物理ok网)

R===400Ω,Pt2物理好资源网(原物理ok网)

热敏电阻的阻值:Pt2物理好资源网(原物理ok网)

R0=R-R1=400Ω-200Ω=200Ω,Pt2物理好资源网(原物理ok网)

由乙图可知电路能够测量的最高温度是60℃.Pt2物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)当培养箱内的温度降低时,电流表的示数将减小;Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(2)当培养箱内的温度为40℃时,定值电阻R的功率为0.08W;Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(3)此电路能够测量的最高温度是60℃.Pt2物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)根据图象可得热敏电阻随温度的变化情况,再根据串联电路的电流随电阻的增大而减小即可得出;Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(2)从图象上读出40℃时,热敏电阻的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出定值电阻R的功率;Pt2物理好资源网(原物理ok网)

(3)分别根据欧姆定律和串联电路的特点求出两电表最大量程时电路的情况,从而根据图象读出电路能够测量的最高温度.Pt2物理好资源网(原物理ok网)

点评:串联电路的特点和欧姆定律是基础,利用好热敏电阻的R-t图象是本题关键:知道培养箱内的温度,就可以知道热敏电阻的阻值;知道热敏电阻的阻值,就可以知道培养箱内的温度.Pt2物理好资源网(原物理ok网)

高考物理16大解题技巧:物理讲的是“万物之理”,在我们身边到处都蕴含着丰富的、取之不尽用之不竭的物理知识。只要我们保持一颗好奇之心,注意观察各种自然现象和生活现象。多抬头看看天空,你就会发现物理中的“力、热、电、光、原”知识在生活当中处处都有。一旦养成用物理知识解决身边生活中的各种物理现象的习惯,你就会发现原来物理这么有魅力,这么有趣。

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