問題詳情:
PTC是一種新型材料,有一個人為設定的温度,當它的温度低於設定温度時,其電阻值會隨温度升高而變小,當它的温度升高於設定温度時,其電阻值會隨它的温度升高而變大.有一種電烤箱就是用了這種材料.它的工作電路如圖*所示,R0是定值電阻,其電阻不受温度的影響,PTC電阻Rt與温度的關係如圖乙所示,該電烤箱在Rt設定温度狀態工作時,電路消耗的總功率880W.求:
(1)電烤箱在設定狀態下工作時電路中電流.
(2)定值電阻R0的阻值.
(3)當温度為120℃時,電路中Rt的實際功率.
【回答】
【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】(1)已知電壓與功率,由P=UI的變形公式可以求出電流.
(2)根據PTC温度低於設定温度時電阻值會隨它的温度升高而變小、温度高於設定温度時電阻值隨它的温度升高而變大確定設定温度;
從圖象中讀出RT設定温度對應的電阻,利用P=求出串聯電路的總電阻,再根據電阻的串聯求出R0的阻值;
(3)由圖象讀出120℃時RT的阻值,利用電阻的串聯求出總電阻,利用歐姆定律求出電路中的電流,進一步求出RT兩端的電壓,利用P=UI求出RT消耗的實際功率.
【解答】解:(1)由P=UI可知,電烤箱在設定狀態下工作時電路中電流:I===4A;
(2)由題意可知,在圖象中PTC的人為設定温度為80℃;
當RT在設定温度狀態工作時,由圖乙可知Rr=45Ω,R0、RT串聯,
由P=可知,電路中的總電阻:
R總===55Ω,
因為串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,則R0的阻值:R0=R總﹣RT=55Ω﹣45Ω=10Ω;
(3)當RT的温度為120℃時,由圖象可知,此時RT的阻值為100Ω,
電路中的總電阻:R總′=R0+RT′=10Ω+100Ω=110Ω,
電路中的電流:I′===2A,
RT兩端的電壓:U′=I′×RT′=2A×100Ω=200V,
RT的實際功率:P′=U′I′=200V×2A=400W;
答:(1)電烤箱在設定狀態下工作時電路中電流是4A.
(2)定值電阻R0的阻值為10Ω.
(3)當温度為120℃時,電路中Rt的實際功率是400W.
知識點:電功率
題型:計算題