9.冬季來(lái)臨,網(wǎng)上熱銷的一款用新型半導(dǎo)體陶瓷材料PTC作為發(fā)熱體的電熱水壺,因其發(fā)熱效率高而備受青睞.PTC有一個(gè)人為設(shè)定的溫度,當(dāng)它的溫度低于設(shè)定溫度時(shí),其電阻值會(huì)隨它的溫度升高而變;當(dāng)它的溫度高于設(shè)定溫度時(shí),其電阻值隨它的溫度升高而變大.它的工作電路如圖乙所示,電源電壓220伏,R0是定值電阻,其阻值不受溫度的影響.RT是PTC的電阻,它的電阻值與溫度的關(guān)系如圖丙所示.請(qǐng)你根據(jù)圖表所提供的信息完成以下問(wèn)題:
電熱水壺的銘牌
容積1.5L
壺身和整個(gè)底座的總質(zhì)量1.0kg
底座面積250cm2

(1)電熱水壺最多能裝多少克水?
(2)裝滿水后電熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)是多大?
(3)已知該電熱水喝在Rt設(shè)定溫度狀態(tài)工作時(shí),電路中的電流為5安,那么當(dāng)Rt的溫度為130℃時(shí),電路中Rt兩端的電壓為多少?

分析 (1)由密度公式可以求出水的質(zhì)量.
(2)由壓強(qiáng)公式可以求出電熱水壺對(duì)水平桌面的壓強(qiáng).
(3)由圖示圖象求出在設(shè)定溫度下工作時(shí)的電阻,由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出定值電阻阻值,然后由圖示圖象求電阻在130℃時(shí)的阻值,最后應(yīng)用歐姆定律求出電阻兩端電壓.

解答 解:(1)電熱水壺所裝水的質(zhì)量:
m=ρV=1×103×1.5×10-3=1.5kg=1500g;
(2)裝滿水后電熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng):
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{(1+1.5)×10}{250×1{0}^{-4}}$=1000Pa;
(3)由圖示圖象可知,Rt的設(shè)定溫度為100℃,此時(shí)電阻阻值為34Ω,
電路總電阻:R0+Rt=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω,則R0=44-34=10Ω,
由圖示圖象可知,130℃時(shí),Rt=100Ω,
此時(shí)電路電流:I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{t}}$=$\frac{220V}{10Ω+100Ω}$=2A,
Rt兩端電壓:Ut=IRt=2×100=200V;
答:(1)電熱水壺最多能裝1500克水;
(2)裝滿水后電熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)是1000Pa;
(3)當(dāng)Rt的溫度為130℃時(shí),電路中Rt兩端的電壓為200V.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求質(zhì)量、壓強(qiáng)、電壓?jiǎn)栴},應(yīng)用密度公式、壓強(qiáng)公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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