某?萍夹〗M的同學們用PTC元件(即半導體陶瓷材料)制作了一個電加熱保溫杯。常溫下的涼開水放在杯內(nèi)可加熱至60℃,并利用這種元件的電學特性設定保溫溫度為60℃。已知所用的PTC元件的阻值RT隨溫度的變化關系如圖甲,使用時PTC元件如圖乙接入家庭電路中。

請回答下列問題:
(1)當溫度為60℃時,電路中的電流是          A,通電1min,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元件的特性進行保溫的原理是:當溫度達到60℃時,PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率(即在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與散失的熱量相等),溫度保持不變。從圖甲可以看出,①當它的溫度高于60℃時,                           ,溫度下降;②當溫度低于60℃時,                       ,溫度上升。因此保溫杯中的水可以保持在60℃左右。

(1)0.022   290.4  (2)24.2
(3)①電阻增大,根據(jù)P=U2/R,它的發(fā)熱功率減小,發(fā)熱功率小于散熱功率
②電阻小于60℃時的阻值,同理,發(fā)熱功率增大,發(fā)熱功率大于散熱功率

解析試題分析:(1)從乙圖可知,電路中只有電阻Rr,
當溫度為60℃時,由甲圖可知電阻Rr=10KΩ=10000Ω,
而電源電壓為U=220V,
∴電路中的電流為:
而t=1min=60s,
∴消耗的電能為:W=UIt=220V×0.022A×60s=290.4J.
(2)從乙圖可知,PTC元件的最小電阻為30℃時的電阻,Rr=2KΩ=2000Ω,
∴PTC元件的最大電功率為:
(3)①當溫度達到60℃時,PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率,溫度保持不變.
從圖甲可以看出,當它的溫度高于60℃時,PTC元件的電阻Rr增大,由公式可知PTC元件發(fā)熱功率變小,發(fā)熱功率小于散熱功率,溫度下降;
②從圖甲可以看出,當它的溫度低于60℃時,PTC元件的電阻Rr減小,由公式可知PTC元件發(fā)熱功率變大,發(fā)熱功率大于散熱功率,溫度上升;因此保溫杯中的水可以保持在60℃左右.
所以答案為:(1)0.022   290.4  (2)24.2
(3)①電阻增大,根據(jù)P=U2/R,它的發(fā)熱功率減小,發(fā)熱功率小于散熱功率
②電阻小于60℃時的阻值,同理,發(fā)熱功率增大,發(fā)熱功率大于散熱功率
考點:電功、電功率的計算
點評:(1)本題考查了學生對歐姆定律的應用、電功的計算和的功率的計算,關鍵是對公式和公式變形的理解和應用,在計算過程中要注意單位的換算.
(2)本題考查學生對圖象的理解及應用,圖象法為物理中常用方法,應學會熟練應用.在應用中重點掌握:①圖象中坐標的含義;②圖象的變化;③截矩的意義;④斜率的意義.

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請回答下列問題:
(1)當溫度為60℃時,電路中的電流是
22
22
mA,通電1min,PTC元件消耗的電能是
290.4
290.4
J.
(2)PTC元件的最大電功率是
24.2
24.2
W.
(3)保溫杯可以利用PTC元件的特性進行保溫的原理是:當溫度達到60℃時,PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率(即在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與散失的熱量相等),溫度保持不變.從圖甲可以看出,①當它的溫度高于60℃時,
PTC元件的電阻Rr增大,由公式P=
U2
R
可知PTC元件發(fā)熱功率變小,發(fā)熱功率小于散熱功率
PTC元件的電阻Rr增大,由公式P=
U2
R
可知PTC元件發(fā)熱功率變小,發(fā)熱功率小于散熱功率
,溫度下降;②當溫度低于60℃時,
PTC元件的電阻Rr減小,由公式P=
U2
R
可知PTC元件發(fā)熱功率變大,發(fā)熱功率大于散熱功率
PTC元件的電阻Rr減小,由公式P=
U2
R
可知PTC元件發(fā)熱功率變大,發(fā)熱功率大于散熱功率
,溫度上升.因此保溫杯中的水可以保持在60℃左右.

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(2)PTC元件的最大電功率是          W。

(3)保溫杯可以利用PTC元件的特性進行保溫的原理是:當溫度達到60℃時,PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率(即在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與散失的熱量相等),溫度保持不變。從圖甲可以看出,①當它的溫度高于60℃時,                           ,溫度下降;②當溫度低于60℃時,                       ,溫度上升。因此保溫杯中的水可以保持在60℃左右。

 

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(1)當溫度為60℃時,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元件的特性進行保溫的原理是:當溫度達到60℃時,PTC元件發(fā)熱功率等于散熱功率(即在相同時間內(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當它的溫度高于60℃時,PTC元件的電阻        ,電功率     .(“變大”、“變小”、“不變”)溫度下降;②當溫度低于60℃時,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.

 

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