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    某校科技小组的同学们用PTC元件（即半导体陶瓷材料）制作了一个电加热保温杯。常温下的凉开水放在杯内可加热至60℃，并利用这种元件的电学特性设定保温温度为60℃。已知所用的PTC元件的阻值RT随温度的变化关系如图甲，使用时PTC元件如图乙接入家庭电路中。

    请回答下列问题：
    （1）当温度为60℃时，电路中的电流是          A，通电1min，PTC元件消耗的电能是          J。
    （2）PTC元件的最大电功率是          W。
    （3）保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是：当温度达到60℃时，PTC元件发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变。从图甲可以看出，①当它的温度高于60℃时，                           ，温度下降；②当温度低于60℃时，                       ，温度上升。因此保温杯中的水可以保持在60℃左右。
    （1）0.022   290.4  （2）24.2
    （3）①电阻增大，根据P=U2/R，它的发热功率减小，发热功率小于散热功率
    ②电阻小于60℃时的阻值，同理，发热功率增大，发热功率大于散热功率

    试题分析：（1）从乙图可知，电路中只有电阻Rr，
    当温度为60℃时，由甲图可知电阻Rr=10KΩ=10000Ω，
    而电源电压为U=220V，
    ∴电路中的电流为：
    而t=1min=60s，
    ∴消耗的电能为：W=UIt=220V×0.022A×60s=290.4J．
    （2）从乙图可知，PTC元件的最小电阻为30℃时的电阻，Rr小=2KΩ=2000Ω，
    ∴PTC元件的最大电功率为：
    （3）①当温度达到60℃时，PTC元件发热功率等于散热功率，温度保持不变．
    从图甲可以看出，当它的温度高于60℃时，PTC元件的电阻Rr增大，由公式可知PTC元件发热功率变小，发热功率小于散热功率，温度下降；
    ②从图甲可以看出，当它的温度低于60℃时，PTC元件的电阻Rr减小，由公式可知PTC元件发热功率变大，发热功率大于散热功率，温度上升；因此保温杯中的水可以保持在60℃左右．
    所以答案为：（1）0.022   290.4  （2）24.2
    （3）①电阻增大，根据P=U2/R，它的发热功率减小，发热功率小于散热功率
    ②电阻小于60℃时的阻值，同理，发热功率增大，发热功率大于散热功率
    点评：（1）本题考查了学生对欧姆定律的应用、电功的计算和的功率的计算，关键是对公式和公式变形的理解和应用，在计算过程中要注意单位的换算．
    （2）本题考查学生对图象的理解及应用，图象法为物理中常用方法，应学会熟练应用．在应用中重点掌握：①图象中坐标的含义；②图象的变化；③截矩的意义；④斜率的意义．
    练习册系列答案
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    如图所示，是某煤气泄漏检测装置的简化电路，其中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为气体传感器电阻，其阻值随煤气浓度的增大而减小，闭合开关。下列说法中正确的是
    A．煤气浓度增大时，电流表的示数将变小
    B．煤气浓度增大时，电压表的示数将变小
    C．煤气浓度减小时，电路总的电功率将变小
    D．煤气浓度减小时，电压表与电流表示数的比值将变大

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，如图是它的电路原理图。其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻。当S闭合时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态。

    （1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
    （2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，需用时14min（水的比热容为4.2×103J／kg·℃）.求此加热过程中:①水吸收的热量；②饮水机的加热效率。
    （3）求电阻R1的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）。

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：计算题

    在图甲所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R1标有“100Ω 2A”字样。闭合开关S后，电流表A1和A2的示数分别如图乙所示。求：

    ⑴电阻R2的阻值。
    ⑵通电10秒钟，电流通过电阻R2所做的功W2。
    ⑶重新移动滑动变阻器R1的滑片P，使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同，求此时变阻器R1消耗的功率P1。

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：填空题

    某暖手宝的部分性能指标如右表，当袋内的水原来温度是20℃时，在额定电压下加热至指示灯熄灭,此过程水吸收的热量是     J;若加热过程所需要的时间为210s, 不计热损失，则加热电阻为           Ω。（水的比热容为4.2×103J／（kg·℃））
    额定电压
    		加热电阻
    		袋内充水
    		自动断电温度
    220V
    		 
    		1L
    		70℃

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：计算题

    小明家新买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。
    为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 000 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗电能1 kW·h，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20°C的水放入微波炉并用高火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了288次，此时取出并测得水的温度为76°C。则
    （1）4分钟微波炉消耗的电能是多少？
    （2）微波炉烧水时的效率是多少？（保留一位小数）

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    科目：初中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲所示的电路中，电源电压恒为6V，R2=30Ω，已知通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示，求：

    （1）R1的阻值；
    （2）当S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数；
    （3）当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.15A，此时R3消耗的功率。

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    A．扣动扳机，两只PTC元件串联在电路中
    B．松开扳机，只有一只PTC元件接入电路
    C．松开扳机，当温度为80℃时，电路消耗的电功率为55W
    D．扣动扳机，当温度为180℃时，1min电路消耗的电能为4800J

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    （1）当“控制电路”中的电流小于20mA时，“工作电路”中的R1两端的电压是     V，它消耗的功率是     W。
    （2）当“控制电路”中的电流等于30mA时，“工作电路”中R1两端的电压是       V。
    （3）如果“控制电路”中的线圈阻值RL= 1、R0= 140、U1=3V，那么照射在光敏电阻上的光强在什么范围内时，磁控开关的磁性弹片相互吸合？（这问要有解答过程）

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