题目

热熔胶是常用的粘合剂，它在常温下是固体．图甲是热熔胶枪（简称“胶枪”）的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示．电路如图乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示．胶枪扳机松开时，开关S1断开，开关S2的触片与b触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状态，约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度．此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，固体胶条向前挤压，枪口冒出温度为150℃～180℃的胶液．在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同．问： （1）单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻为多少？ （2）胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多少？ （3）接通电源60s后，假设胶枪在恒温为150℃的条件下正常工作100a，它产生热量的60%被胶条吸收，在这过程中胶条吸收了多少热量？ 答案：【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算． 【分析】（1）预热的温度在0～150℃之间，由图象丙读出单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻； （2）开关Sl断开，开关S2的触片与b触点接通，R1与R2串联，胶枪进入预热状态；知道单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻，根据P=求出胶枪在预热过程中消耗的最大功率； （3）开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，R1与R2并联，胶枪正常工作，由丙图可知150℃时PTC的电阻，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，根据Q=I2Rt=t求出电路消耗电能产生的热量，再根据效率公式求出在这过程中胶条吸收的热量． 【解答】解：（1）预热的温度在0～150℃之间，由丙图象可知每只PTC加热元件的最小阻值R1=R2=500Ω； （2）开关Sl断开，开关S2的触片与b触点接通，R1与R2串联，胶枪进入预热状态， 胶枪在预热过程中消耗的最大功率： P大===48.4W； （3）开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，R1与R2并联，胶枪正常工作， 由丙图可知，150℃时PTC的电阻为1200Ω， 电路中的总电阻： R总===600Ω， 电路消耗电能产生的热量： Q放=t=×100s≈8066.7J， 在这过程中胶条吸收的热量： Q吸=Q放η=8066.7J×80%≈6453.3J． 答：（1）单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻为500Ω； （2）胶枪在预热过程中消耗的最大功率是48.4W； （3）胶条吸收的热量为6453.3J． 　

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