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,当糨的温度升高于设定温度时.其电阻值会随它的温度升高而变大．如图甲所示的陶瓷电热水壶就是用了这种材料．它的工作电路如图乙所示.R0是定值电阻.其电阻不受温度的影响.Rt是PTC的电阻.它的电阻值与温度的关系如图丙所示.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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5．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；当糨的温度升高于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变大．如图甲所示的陶瓷电热水壶就是用了这种材料．它的工作电路如图乙所示，R₀是定值电阻，其电阻不受温度的影响，R_t是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图丙所示，该电热水壶在R_t设定温度状态工作时，电路消耗的总功率1100W．

（1）在生活中你还对哪些新材料有了解，并简述它们的物理特征．（写出一种即可）
（2）R₀的阻值为多少？
（3）当R_t得温度为130℃时，电路中R_t的实际功率为多少？

分析（1）新材料主要包括纳米材料、超导体材料、半导体材料、记忆合金等；
（2）从图象上可以看出，当在设定温度状态工作时，连入电路的电阻R_T=34Ω，R₀、R_T串联，根据公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求总电阻，然后根据串联电阻的特点求出R₀的阻值．
（3）当R_T的温度为130℃时，由图象可知，此时R_T的阻值为100Ω，求出此时电路的总电阻，根据欧姆定律求出电路的电流，根据公式U=IR求出R_T两端的电压，最后利用公式P=UI求出R_T的实际功率．

解答解：（1）家电用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料；
（2）当在设定温度状态工作时，连入电路的电阻R_T=34Ω，R₀、R_T串联，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电路中的总电阻：
R_总=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，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′=$\frac{U}{{R}_{总}′}$=$\frac{220V}{110Ω}$=2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R_T两端的电压：
U'=I'R_T′=2A×100Ω=200V，
则R_T的实际功率：
P'=U'I'=200V×2A=400W．
答：（1）家电用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料；
（2）R₀的阻值为10Ω；
（3）当R_t得温度为130℃时，电路中R_t的实际功率为400W．

点评本题考查学生对新材料的了解和电阻、电流、电压和实际功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是会正确分析图象，从图象上得到有用的数据，要知道串联电路电阻的规律．

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