题目内容

半导体具有导体和绝缘体所没有的特性．热敏电阻和压敏电阻都是半导体，利用这些特性我们可以实现自动控制．医院里经常利用高压锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同．如图所示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6V．
（1）高压锅是根据的原理制成的．
（2）若对总质量为10kg、初温为25℃的钢制器械进行消毒，消毒温度须达到125℃时，器械共吸收热量？[c_钢=0.46×10³J/（kg?℃）]
（3）压强传感器R₁（阻值随所受的压强大小发生变化的压敏电阻）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80N，则锅内允许的最高气压是多少？
（4）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？
（5）热敏传感器R₂（阻值随温度发生变化的热敏电阻）置于锅内，A₂为显示温的仪表（实质是电流表）；R₂的电阻与温度的关系如下表所示．由R₂的电阻与温度的关系可知：电流表A₂示数随锅内温度的升高而______（增大或减小）．当电流表A₂示数为60mA时，锅内的温度为多少？
温度t/℃ 80 85 90 95 100 105 110 115 …
电阻R₂/Ω 120 110 100 90 80 70 60 50 …

解：（1）液体的沸点随着液面气压的增大而增大，高压锅就是根据此原理制成的；
（2）铜器械吸收的热量：
Q=cm（t-t₀）=0.46×10³J/（kg?℃）×10kg×（125℃-25℃）=4.6×10⁵J；
（3）锅内允许的最高气压：
p= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =4×10⁵Pa；
（4）电路中R₁和R₂并联，电阻两端电压都等于电源电压6V，
此时R₁中的电流为：
I₁= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =0.03A=30mA，此电流值即为气压表零刻度线在电流表A_l刻度盘上的位置；
（5）由R₂的电阻与温度的关系可知：电阻值随着温度的升高而减小，根据欧姆定律I= $\text{[math]}$ 可知，电压一定时，电路中的电流值随着电阻的减小而增大，所以电流表A₂示数随锅内温度的升高而增大；
当电流表A₂示数为I₂=60mA=0.06A时，电阻R₂的阻值为：
R₂= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =100Ω，查表可知此时对应的温度是90℃．
故答案为：（1）液体的沸点随液面气压的增大而增大；（2）4.6×10⁵J；
（3）锅内允许的最高气压是4×10⁵Pa；（4）气压表零刻度线应标在电流表A_l刻度盘30mA处；（5）增大；查表可知此时对应的温度是90℃．
分析：（1）液体的沸点受液面上方气压的影响，随着液面气压的增大而增大；
（2）知道铜器械的质量、初温、末温和比热，根据公式Q=cm（t-t₀）求出铜器械吸收的热量；
（3）知道承受的最大压力和受力面积，根据公式p= $\text{[math]}$ 求出锅内的最高气压；
（4）电路中R₁和R₂并联，知道电阻值和其两端电压，根据欧姆定律求出其电流；
（5）根据表中数据分析电阻随温度的变化关系，根据欧姆定律进而分析出电流和温度的关系；根据公式I= $\text{[math]}$ 求出电流为60mA时的电阻值，从表中数据找出对应的温度值．
点评：本题考查了学生对液体沸点和压强的关系、吸热公式、压强公式、欧姆定律的掌握和运用，重点是能从表中得到有用的信息，难度不大．