Question

8．如圖甲所示的熱熔膠槍是一種裝修工具，用于材料涂膠，它的內(nèi)部有2只相同的PTC（正溫度系數(shù)）加熱元件，其工作電路如圖乙所示，扣動(dòng)扳機(jī)能使固體膠條向前擠壓，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)S同時(shí)擲向A、B，槍口冒出膠液，松開(kāi)扳機(jī)，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)S同時(shí)擲向B、C，單只PTC元件的電阻隨溫度的變化如圖丙所示．
求：（1）松開(kāi)扳機(jī)，當(dāng)溫度為80℃時(shí)，電路總電阻；
（2）扣動(dòng)扳機(jī)，當(dāng)溫度為180℃時(shí)，1min電路消耗的電能；
（3）當(dāng)溫度180℃時(shí)，膠液具有最佳粘性，已知一根膠條質(zhì)量為40g，若熔化1kg需要吸收6.0×10⁵J熱量，試計(jì)算在正常情況下使用完一根膠條至少需要的時(shí)間．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)松開(kāi)扳機(jī)時(shí)，R₁ 與R₂ 串聯(lián)，然后根據(jù)串聯(lián)電阻的總電阻等于各電阻之和即可求出總電阻；
（2）扣動(dòng)扳機(jī)，當(dāng)溫度為180℃時(shí)，R₁ 與R₂ 并聯(lián)，并且從丙圖中可知電阻的阻值，根據(jù)W=Pt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t乘以2即為電路消耗的總功率；
（3）已知吸收的熱量、電阻值、以及電壓值，利用Q=W=Pt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，將已知量代入即可求出時(shí)間．

解答 解：（1）當(dāng)松開(kāi)扳機(jī)時(shí)，R₁ 與R₂ 串聯(lián)，每個(gè)電阻阻值為880Ω，則：R_總=R₁+R₂=1760Ω；
（2）扣動(dòng)扳機(jī)，當(dāng)溫度為180℃時(shí)，R₁=R₂=1210Ω，此時(shí)，R₁ 與R₂ 并聯(lián)，
由$\frac{1}{R}$=$\frac{1}{{R}_{1}}$+$\frac{1}{{R}_{2}}$可得，R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{1210Ω×1210Ω}{2×1210Ω}$=605Ω，
則W=Pt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{{（220V）}^{2}}{605Ω}$×60s=4800J；
（3）根據(jù)題意可得，熔化一根40g的膠條需要吸收熱量Q=2.4×10⁴J，當(dāng)溫度為180℃時(shí)，
Q=W=Pt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，代入數(shù)值得，
2.4×10⁴J=$\frac{{（220V）}^{2}}{605Ω}$×t，
解得t=300s．
答：（1）松開(kāi)扳機(jī)，當(dāng)溫度為80℃時(shí)，電路總電阻為1760Ω；
（2）扣動(dòng)扳機(jī)，當(dāng)溫度為180℃時(shí)，1min電路消耗的電能為4800J；
（3）至少需要的時(shí)間為300s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電功、熱量的計(jì)算以及讀圖分析能力，重點(diǎn)是能對(duì)計(jì)算公式進(jìn)行靈活變形，同時(shí)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．