Question

某校科技小組的同學(xué)們用PTC元件（即半導(dǎo)體陶瓷材料）制作了一個(gè)電加熱保溫杯. 常溫下的涼開(kāi)水放在杯內(nèi)可加熱至60℃，并利用這種元件的特性設(shè)定保溫溫度為60℃. 已知所用的PTC元件的阻值R_T隨溫度的變化關(guān)系如圖甲所示，使用時(shí)將PTC元件按如圖乙接入家庭電路中.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)溫度為60℃時(shí)，電路中的電流是  mA，通電10s，PTC元件消耗的電能是  J.

（2）PTC元件的最大電功率是     W.

（3）保溫杯可以利用PTC元件的特性進(jìn)行保溫的原理是：當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí)，PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率（即在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與散失的熱量相等），溫度保持不變. 從圖甲中可以看出，①當(dāng)它的溫度高于60℃時(shí)，PTC元件的電阻        ，電功率     .（“變大”、“變小”、“不變”）溫度下降；②當(dāng)溫度低于60℃時(shí)，PTC元件的電阻     ，電功率     .（“變大”、“變小”、“不變”），溫度上升. 因此保溫杯中的水可以保持在60℃左右.

 

Answer 1

【答案】

（1）22      48.4     （2）24.2    （3）變大  變小  變小 變大

【解析】

試題分析：由圖像可知，當(dāng)溫度為60℃時(shí)，電路中的電阻是10K電路中的電流是，通電10s，PTC元件消耗的電能是 PTC元件的電阻最小時(shí)功率最大，由圖可知，最小電阻是2 K。PTC元件的最大電功率是保溫杯可以利用PTC元件的特性進(jìn)行保溫的原理是：當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí)，PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率（即在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與散失的熱量相等），溫度保持不變. 從圖甲中可以看出，①當(dāng)它的溫度高于60℃時(shí)，PTC元件的電阻變大，電功率變小，溫度下降；②當(dāng)溫度低于60℃時(shí)，PTC元件的電阻變小，電功率變大，溫度上升. 因此保溫杯中的水可以保持在60℃左右。

考點(diǎn)：此題考查的是熱敏電阻的電功率計(jì)算。

點(diǎn)評(píng)：在此題中了解PTC元件的特性進(jìn)行保溫的原理是此題的關(guān)鍵。