Question

熱熔膠在室溫下為固體，加熱到一定程度時(shí)變?yōu)檩^強(qiáng)粘性的液體，冷卻后能將物體牢牢地粘在一起．如圖甲是熱熔膠槍的外形，其內(nèi)部有2只相同的PTC加熱元件，電路如圖乙，單只PTC元件的電阻與溫度的變化如圖丙所示，松開(kāi)扳機(jī)時(shí)為預(yù)熱狀態(tài)，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)S同時(shí)倒向B、C．扣動(dòng)扳機(jī)時(shí)為工作狀態(tài)，能使固體膠條向前擠壓，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)S同時(shí)倒向A、B，槍口冒出膠液．
（1）當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到50℃時(shí)，電路的總電阻是多少歐？
（2）當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到80℃時(shí)，單只PTC元件消耗的電功率為多少瓦？
（3）在工作狀態(tài)下溫度達(dá)180℃時(shí)，膠液具有最佳粘性，若熔化1kg膠，需要吸收6.0×10⁵J熱量，則在此狀態(tài)下完全熔化一根質(zhì)量20g的膠條至少需要多少秒時(shí)間？

Answer 1

解：
（1）熱熔膠槍在預(yù)熱狀態(tài)下，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)倒向B、C，此時(shí)兩電阻串聯(lián)．
由圖丙知，50℃時(shí)一只元件的電阻為968Ω，所以電路的總電阻為
R=2×968Ω=1936Ω
（2）預(yù)熱狀態(tài)下，電路電流為I==≈0.11A
由圖丙知，80℃時(shí)單只元件電阻為R₀=880Ω
單只元件消耗的功率為
P=I²R=（0.11A）²×880Ω≈10.65W
（3）
設(shè)20g膠條熔化需要熱量為Q，根據(jù)題意得
=
解得Q=1.2×10⁴J
在工作狀態(tài)下電路總電阻為R=×1210Ω=605Ω
所以工作功率為P===80W
需要時(shí)間為
t===150S
答：
（1）電路的總電阻為1936Ω；
（2）當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到80℃時(shí)，單只PTC元件消耗的電功率約為10.65W；
（3）在此狀態(tài)下完全熔化一根質(zhì)量20g的膠條至少需要150秒時(shí)間．
分析：（1）預(yù)熱狀態(tài)下，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)連接B、C，此時(shí)兩元件串聯(lián)，總電阻用R=R₁+R₂計(jì)算；
（2）已知電源電壓和電路總電阻，利用I=可得電路電流；再用P=I²R就能計(jì)算元件功率；
（3）查表知溫度達(dá)180℃時(shí)，每個(gè)電阻的阻值為1210Ω．聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)S同時(shí)倒向B、C時(shí)，兩電阻并聯(lián)，總電阻可以得到；利用公式P=能夠得出工作功率．知道20g膠條吸收的熱量，用t=就能求出熔化的時(shí)間．
點(diǎn)評(píng)：能讀懂電路圖中開(kāi)關(guān)對(duì)元件的控制作用，是解決本題的關(guān)鍵，本題考查了學(xué)生的讀圖分析能力．