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(2011•宿迁模拟)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

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/13 09:56:24
(2011•宿迁模拟)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11所示.图中电压表量程为0~3V,电源电压恒为4.5V,R0为800Ω的定值电阻,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)把Rt放入温度为0℃处进行测量,电压表的示数为______V.
(2)此温度计最多可测量______℃的温度.
(3)在测温过程中,测量的温度不同,测温探头消耗的电功率也不同,当所测量的温度为______℃时,测温探头消耗的电功率最大,为______W.
(1)当t=0时,Rt=100Ω,
电路中的电流为I=
U
R0+Rt=
4.5V
100Ω+800Ω=0.005A,
电压表的示数为Ut=IRt=0.005A×100Ω=0.5V;
(2)电压表的示数为3V时,电路中的电流为I′=
U−Ut′
R0=
4.5V−3V
800Ω=0.001875A,
此时Rt′=
Ut′
I′=
3V
0.001875A=1600Ω,
所以t′=
Rt′−100
0.5=
1600−100
0.5℃=3000℃;
(3)电路中的电流I″=
U
R0+Rt″=
4.5V
800Ω+Rt″,
探头消耗的电功率为P=(I″)2Rt″=(
4.5V
800Ω+Rt″)2Rt″,
由数学知识可知当Rt″=800Ω时,探头消耗的电功率最大,
此时t″=
Rt″−100
0.5=
800−100
0.5℃=1400℃,
探头的最大电功率为P=(
4.5V
800Ω+800Ω)2×800Ω≈6.3×10-3W.
故答案为:(1)0.5;(2)3000;(3)1400;6.3×10-3