题目内容

7.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的电阻变化是:先减小后增大(选填“先减小后增大”或“先增大后减小”).
(2)当温度达到100℃时,RT的阻值是40Ω,此时电蒸锅的总功率为880W,则调控电阻R0的阻值是15Ω.
(3)当R0的阻值调节为10Ω,RT的温度达到120℃时,电蒸锅的总功率是440W.

分析 (1)由图1可知温度从40℃升高到120℃时RT阻值的变化;
(2)由图1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)由图象读出RT的温度达到120℃时的阻值,然后根据P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}^{′}+{R}_{T}^{′}}$计算电蒸锅的总功率.

解答 解:(1)由图1可知,温度从40℃升高到120℃时,RT的阻值先减小后增大;
(2)由图1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,
电蒸锅的总功率:
P′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}^{′}+{R}_{T}^{′}}$=$\frac{{(220V)}^{2}}{10Ω+100Ω}$=440W.
故答案为:(1)先减小后增大;(2)40;15;(3)440.

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,此题有一定的拔高难度,属于难题.

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