Question

3．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)部有兩只相同的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)同時(shí)擲向A、B，槍口冒出膠液；松動(dòng)扳機(jī)，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)同時(shí)擲向B、C．單只PTC元件的電阻隨溫度的變化圖象如圖丙所示．求：
（1）熱熔膠槍工作時(shí)，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，當(dāng)松動(dòng)扳機(jī)時(shí)電路的連接方式是串聯(lián)．
（2）當(dāng)松動(dòng)扳機(jī)且溫度為170℃時(shí)，0.5min電路產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）熱熔膠槍工作時(shí)的最大功率是多少？

Answer 1

分析 （1）熱熔膠槍工作時(shí)，消耗電能，加熱膠棒，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；由電路圖可知當(dāng)松動(dòng)扳機(jī)時(shí)，電路的連接方式是串聯(lián)；
（2）分析乙、丙圖可知，松動(dòng)扳機(jī)且溫度為170℃時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，利用歐姆定律求出電流，再利用焦耳定律公式求出產(chǎn)生的熱量；
（3）扣動(dòng)扳機(jī)時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，當(dāng)溫度為70℃，R₁=R₂此時(shí)利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出各自功率，再求出最大功率．

解答 解：（1）熱熔膠槍工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；松動(dòng)扳機(jī)，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)同時(shí)擲向B、C，
由電路圖可知當(dāng)松動(dòng)扳機(jī)時(shí)，電路的連接方式是串聯(lián)；                          
（2）分析乙、丙圖可知，松動(dòng)扳機(jī)且溫度為170℃時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，且R₁=R₂=1210Ω  R=R₁+R₂=2420Ω 
故電路中的電流為：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{2420Ω}$=$\frac{1}{11}$A
Q=I²Rt=（$\frac{1}{11}$A）²×2420Ω×30s=600J；
（3）當(dāng)溫度為70℃，扣動(dòng)扳機(jī)時(shí)，R₁與R₂并聯(lián)，且R₁=R₂=880Ω   
此時(shí)可達(dá)最大功率：
P_最大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=2×$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=2×$\frac{（220V）^{2}}{880Ω}$=110W．
答：（1）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；串聯(lián)；
（2）當(dāng)松動(dòng)扳機(jī)且溫度為170℃時(shí)，0.5min電路產(chǎn)生的熱量是600J；
（3）熱熔膠槍工作時(shí)的最大功率是110W．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于串并聯(lián)電路特點(diǎn)的理解，熟練運(yùn)用電功率公式和焦耳定律公式的掌握．