试题

（2013·陇川县模拟）PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高．PTC有一个人为设定的温度，当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大．如图（a）所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料．它的工作电路如图（b）所示，R₀是定值电阻，其阻值不受温度的影响．R_T是PTC的电阻，R_T的电阻值与温度的关系如图（c）所示．该电热水壶在R_T设定温度状态工作时，电路中的电流为5A．

（1）电热水壶R_T的设定温度是多少？
（2）R₀的阻值为多少？
（3）当R_T的温度为130℃时，电路中R_T的实际功率为多少？

解：（1）由题意可知，在图象中PTC的人为设定温度为100℃；
（2）当R_T在设定温度状态工作时，由图丙可知R_r=34Ω，R₀、R_T串联，
∵I=

U

R

，
∴电路中的总电阻：
R_总=

U

I

=

220V

5A

=44Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
R₀的阻值：
R₀=R_总-R_T=44Ω-34Ω=10Ω；
（3）当R_T的温度为130℃时，由图象可知，此时R_T的阻值为100Ω，
电路中的总电阻：
R′_总=R₀+R′_T=10Ω+100Ω=110Ω，
电路中的电流：
I′=

U

R′总

=

220V

110Ω

=2A，
R_T两端的电压：
U'=I′×R′_T=2A×100Ω=200V，
R_T的实际功率：
P′=U′_TI′=200V×2A=400W．
答：（1）电热水壶R_T的设定温度是100℃；
（2）R₀的阻值为10Ω；
（3）当R_T的温度为130℃时，电路中R_T的实际功率为400W．
解：（1）由题意可知，在图象中PTC的人为设定温度为100℃；
（2）当R_T在设定温度状态工作时，由图丙可知R_r=34Ω，R₀、R_T串联，
∵I=

U

R

，
∴电路中的总电阻：
R_总=

U

I

=

220V

5A

=44Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
R₀的阻值：
R₀=R_总-R_T=44Ω-34Ω=10Ω；
（3）当R_T的温度为130℃时，由图象可知，此时R_T的阻值为100Ω，
电路中的总电阻：
R′_总=R₀+R′_T=10Ω+100Ω=110Ω，
电路中的电流：
I′=

U

R′总

=

220V

110Ω

=2A，
R_T两端的电压：
U'=I′×R′_T=2A×100Ω=200V，
R_T的实际功率：
P′=U′_TI′=200V×2A=400W．
答：（1）电热水壶R_T的设定温度是100℃；
（2）R₀的阻值为10Ω；
（3）当R_T的温度为130℃时，电路中R_T的实际功率为400W．