PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高.PTC有一个人为设定的温度,当它的温度低于设定温度时,其电...
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PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高.PTC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(a)所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料.它的工作电路如图(b)所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响.RT是PTC的电阻,RT的电阻值与温度的关系如图(c)所示.该电热水壶在RT设定温度状态工作时,电路中的电流为5A.
(1)电热水壶RT的设定温度是多少?
(2)R0的阻值为多少?
(3)当RT的温度为130℃时,电路中RT的实际功率为多少?
【回答】
解:(1)由题意可知,在图象中PTC的人为设定温度为100℃;
(2)当RT在设定温度状态工作时,由图*可知Rr=34Ω,R0、RT串联,
∵I=,
∴电路中的总电阻:
R总===44Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
R0的阻值:
R0=R总﹣RT=44Ω﹣34Ω=10Ω;
(3)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:(1)电热水壶RT的设定温度是100℃;
(2)R0的阻值为10Ω;
(3)当RT的温度为130℃时,电路中RT的实际功率为400W.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据题意和图象得出PTC在人为设定的温度状态下工作时的电阻,电学题可以一题多解,可以尝试多种解法
知识点:焦耳定律
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