Question

8．小晨以某種PTC電阻作為發(fā)熱部件，制作了一個(gè)恒溫孵化箱．圖甲是恒溫孵化箱的電路圖，R₁、R₂是兩個(gè)相同的PTC電阻，電源電壓220伏．圖乙為單個(gè)這種PTC電阻與溫度變化的關(guān)系圖．

（1）當(dāng)溫度為40℃時(shí)，電路中的電流為多少安？
（2）恒溫孵化箱的最大發(fā)熱功率是多少瓦？
（3）當(dāng)溫度保持40℃不變時(shí)，恒溫孵化箱的產(chǎn)熱和散熱達(dá)到了平衡關(guān)系．如果僅僅從產(chǎn)熱方面分析，當(dāng)溫度超過40℃時(shí)，恒溫孵化箱是怎樣自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度下降的？溫度升高時(shí)，電阻變大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路的總功率變小，產(chǎn)熱減少．

Answer 1

分析 （1）由圖乙可知，當(dāng)溫度為40℃時(shí)相同PTC電阻R₁、R₂的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流；
（2）由圖乙可知，相同PTC電阻R₁、R₂的最小阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出恒溫孵化箱的最大發(fā)熱功率；
（3）當(dāng)溫度保持40℃不變時(shí)，恒溫孵化箱的產(chǎn)熱和散熱相等，否則溫度會(huì)發(fā)生變化，由圖乙可知溫度超過40℃時(shí)兩電阻阻值的變化，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析電功率的變化，然后得出答案．

解答 解：（1）由圖乙可知，當(dāng)溫度為40℃時(shí)，相同PTC電阻R₁=R₂=500Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{220V}{500Ω+500Ω}$=0.22A；
（2）由圖乙可知，相同PTC電阻R₁、R₂的最小阻值均為100Ω，
則恒溫孵化箱的最大發(fā)熱功率：
P_大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}′+{R}_{2}′}$=$\frac{（220V）^{2}}{100Ω+100Ω}$=242W；
（3）當(dāng)溫度保持40℃不變時(shí)，恒溫孵化箱的產(chǎn)熱和散熱平衡，否則溫度會(huì)發(fā)生變化，
由圖乙可知，溫度超過40℃時(shí)，兩電阻阻值變大，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路的總功率變小，產(chǎn)熱減少，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度下降．
答：（1）當(dāng)溫度為40℃時(shí)，電路中的電流為0.22A；
（2）恒溫孵化箱的最大發(fā)熱功率是242W；
（3）平衡；溫度升高時(shí)，電阻變大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路的總功率變小，產(chǎn)熱減少．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電阻的串聯(lián)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．