题目内容
13.阅读下面的短文,回答问题新型发热材料-PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.
PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛.
(1)家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件,如图(a)为其电阻随温度变化的图象,由图可知,该PTC材料的居里点温度为100℃.
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,若它的温度高于165℃,电阻变大(选填“变大”、“变小”或“不变”),功率变小(选填“变大”、“变小”或“不变”),使其温度降低(选填“升高”、“降低”或“不变”);反之,也能自动调节.因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能.
(3)如图(b)所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料.它的发热效率较高,PTC有一个人为设定的温度.它的工作电路如图(c)所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响.RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图(d)所示.该电热水壶在RT设定温度(100℃)状态工作时,电路消耗的总功率1100W.
则当在设定温度状态工作时,R0、RT是串联,连入电路的电阻RT=34Ω,R0=10Ω.
分析 (1)根据题目提供的“居里点温度”特点,由图象可求出居里点温度.
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,由图象知温度升高,电阻增大;电源电压不变,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知其功率减小,功率减小,温度降低.
(3)电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联,串联电路只有一条电流路径,根据电路图判断电阻的连接方式;由图象可以求出电阻RT的阻值;家庭电路电路电压是220V,已知功率与电压,由电功率变形公式可以求出电阻,然后由串联电路特点求出R0的阻值.
解答 解:(1)由题意可知,PTC有个“居里点温度”当温度低于这个温度时,其电阻值随温度的升高而减小,
高于这个温度时,电阻值随温度的升高而增大,结合图象可知,该PCT材料的居里点温度为100℃;
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,由图象可知,若它的温度高于165℃时,电阻会变大,电源电压不变,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知,功率会变小,功率变小,其温度会降低;反之,也能自动调节.
(3)由图c所示电路图可知,R0与RT首尾顺次连接,电路只有一条电流路径,两电阻是串联的;
由图d所示可知,100℃时电阻RT连入电路的阻值为34Ω;
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得电热水壶总电阻:
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{(220V)}^{2}}{1100W}$=44Ω,
电阻R0=R-RT=44Ω-34Ω=10Ω.
故答案为:(1)100;(2)变大;变小;降低;(3)串;34;10.
点评 本题考查了学生对题目所给信息的理解,这是关于影响电阻大小因素的实际应用题目,要结合题意具体作答.
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