题目内容

9.有一种PTC半导体元件,发热效率很高,且具有自动保温功能,其电阻RT随温度t的变化曲线如图甲所示.某新型智能电蒸锅的发热体就是采用这种材料制成的,图乙是它的简化工作电路图,电源电压为220V,R0是调控电阻(阻值可调但不受温度的影响),RT是PTC电阻.则:
(1)当RT的温度从40℃升高到120℃时,RT的电阻发生了怎样的变化?
(2)当温度达到100℃时,电蒸锅的总功率为880W,则调控电阻R0的阻值多大?
(3)当R0的阻值调节为10Ω,RT的温度达到120℃时,RT两端的电压为多大?

分析 (1)由图甲可知温度从40℃升高到120℃时RT阻值的变化;
(2)由图甲可知当温度达到100℃时RT的阻值,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出调控电阻R0的阻值;
(3)由图象可知RT的温度达到120℃时的电阻,根据欧姆定律求出电流,根据U=IR求出电压.

解答 解:(1)由图甲可知,温度从40℃升高到120℃时,RT的阻值先减小后增大;
(2)由图甲可知,当温度达到100℃时,RT=40Ω,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,电路中的总电阻:R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{880W}$=55Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,调控电阻R0的阻值:R0=R-RT=55Ω-40Ω=15Ω;
(3)由图象可知,RT的温度达到120℃时,RT′=100Ω,总电阻为R=100Ω+10Ω=110Ω,
此时电路中的电流为:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{110Ω}$=0.2A,
RT两端的电压为:U'=IRT=0.2A×100Ω=200V.
答:(1)RT的电阻先减小后增大;(2)调控电阻R0的阻值为15Ω;(3)RT两端的电压为200V.

点评 本题考查了电阻的串联和电功率公式的应用,从图象中读出不同温度时电阻RT的阻值是关键.

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