题目内容
【题目】PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高,且有一个人为设定的温度。当它的温度低于设定温度时,其电阻值会随它的温度升高而变小;当它的的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大。如图b所示的陶瓷电热水壶就用了这种材料。它的工作电路图如图a所示,R0是定值电阻,其电阻值不受温度的影响。Rr是PTC电阻,Rr的电阻与温度的关系如图c所示。该电热水壶在Rr设定温度状态工作时,电路消耗的总功率为1100W。
(1)电热水壶Rr的设定温度是多少?
(2)R0的阻值为多少?
(3)当Rr的温度为130℃时,电路中Rr的实际功率为多少?
【答案】
(1)解:由题意可知,在图象中PTC的人为设定温度为100℃,其电阻为34Ω
答:电热水壶Rr的设定温度是100℃
(2)解:当在设定温度状态工作时,连入电路的电阻RT=34Ω,R0、RT串联,
由P= 得,电路总电阻:
R总= = =44Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R0的阻值:
R0=R总﹣RT=44Ω﹣34Ω=10Ω
答:R0的阻值为10Ω
(3)解:当RT的温度为130℃时,由图象可知,此时RT的阻值为100Ω,
电路中的总电阻:
R'总=R0+R'T=10Ω+100Ω=110Ω,
电路中的电流:
I′= = =2A,
RT两端的电压:
U'=I'×R'T=2A×100Ω=200V,
RT的实际功率:
P'=U'TI'=200V×2A=400W
答:当RT的温度为130℃时,电路中RT消耗的实际功率为400W.
【解析】(1)根据PTC温度低于设定温度时电阻值会随它的温度升高而变小、温度高于设定温度时电阻值随它的温度升高而变大确定设定温度,然后读出电阻的阻值;(2)根据P=U2/R求出电路总电阻,利用电阻的串联求出R0的阻值;(3)由图象读出130℃时RT的阻值,利用电阻的串联求出总电阻,利用欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出RT两端的电压,利用P=UI求出RT消耗的实际功率.
【考点精析】本题主要考查了电功率的计算公式的相关知识点,需要掌握计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R才能正确解答此题.