醫(yī)院、賓館等公共場所普遍使用高溫高壓蒸氣消毒鍋對物品消毒．圖為自動測定鍋內(nèi)溫度的電路原理圖，其中Ro為定值電阻，A為溫度指示表（實質(zhì)是一只電流表），Rx為熱敏電阻（其電阻值隨鍋內(nèi)溫度的變化而變化）．熱敏電阻的阻值與溫度的對應關系如表所示，電源兩端的電壓不變．
（1）若鍋內(nèi)溫度為75℃時電流表指針指向0.24A；若鍋內(nèi)溫度為112℃時電腦表指針指向0.50A；若鍋內(nèi)溫度為125℃時電流表指針指向0.60A；求鍋內(nèi)溫度為125℃時熱敏電阻的阻值Rx．
（2）高溫高壓蒸氣消毒鍋內(nèi)溫度與鍋內(nèi)氣壓的關系如表所示．
為了使高溫高壓蒸氣消毒鍋內(nèi)溫度不超過112℃，高壓鍋蓋上有一限壓閥，圖為限壓閥的原理圖，限壓閥由一直立圓柱形金屬體和濾網(wǎng)型外套組成．當鍋內(nèi)溫度接近112℃時，鍋內(nèi)高壓氣體將圓柱形金屬體頂起，并對外排氣減壓，從而到限壓的作用．已知圓柱形金屬體的底面積S為0.2cm2，求該金屬體的質(zhì)量m．（外界大氣壓P外=1.0×105Pa，g取10N/kg）
| 鍋內(nèi)溫度值/℃ | 25 | 37 | 50 | 62 | 75 | 87 | 100 | 112 | 125 |
| Rx對應的電阻值/Ω | 150 | 80 | 50 | 30 | 20 | 15 | 10 | 7 |
| 鍋內(nèi)溫度值/℃ | 87 | 100 | 112 | 125 |
| 鍋內(nèi)氣壓值/Pa | 1.8×105 | 2.0v105 | 2.5×105 | 3.3×105 |
試題答案
解：（1）當電流為I1=0.24A時，熱敏電阻的阻值R1=20Ω，
電源電壓U=I1R1+I1R0=0.24A×20Ω+0.24A×R0---------------①
當電流為I2=0.50A時，熱敏電阻的阻值R2=7Ω，
電源電壓U=I2R2+I2R0=0.50A×7Ω+0.50A×R0----------------②
①②聯(lián)立可得
R0=5Ω，U=6V；
鍋內(nèi)溫度為125時，電流為I3=0.6A，
熱敏電阻的阻值Rx=-R0=-5Ω=10Ω-5Ω=5Ω．
（2）有表格可知，當鍋內(nèi)溫度達到112℃時，氣體的壓強為P=2.5×105Pa；
由二力平衡的條件可知：PS=P0S+mg，
即：2.5×105Pa×2×10-5m2=1.0×105Pa×2×10-5m2+m×10N/kg，
解得：m=0.3kg．
答：（1）鍋內(nèi)溫度為125℃時熱敏電阻Rx的阻值為5Ω；
（2）該金屬體的質(zhì)量為0.3kg．
試題解析
（1）由電路圖可知R0、Rx串聯(lián)，由表格可知當電流為0.24A時，熱敏電阻的阻值為20Ω；當電流為0.50A時，熱敏電阻的阻值為7Ω，根據(jù)此關系式列出方程算出電源電壓和定值電阻的阻值；當電流為0.6A時，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電阻的特點可求出熱敏電阻的阻值．
（2）由二力平衡的條件可知，當高溫高壓蒸氣消毒鍋內(nèi)氣體產(chǎn)生的壓力與大氣產(chǎn)生的壓力和金屬體的重力相等時，起到限壓的作用，據(jù)此求出金屬體的質(zhì)量．
點評：本題考查電阻、電流、電壓、電功率和質(zhì)量、壓強的計算，關鍵是歐姆定律的應用，要知道串聯(lián)電路電流的規(guī)律，還要學會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．
物理解題技巧分享：安培定則：通電導體產(chǎn)生磁，電流方向定磁場。右手握螺旋管，四指電流拇指北。