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热敏电阻
热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度特性不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越大,NTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越低。
目前普遍使用的热敏电阻器中有陶瓷热敏电阻器和有机材料热敏电阻器。图27甲、乙分别为这两种热敏电阻的阻温曲线图。
热敏电阻常用在过流保护上。室温下电阻较小,而当电路因短路或过载故障而出现过大电流时,热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升,当温度超过一定值(转变点)时,电阻瞬间剧增,回路中的电流迅速减小到安全值而起保护作用。当故障排除后,热敏电阻还可正常使用,所以其又经常被人们称为自恢复保险丝。当温度超过转变点温度时,电阻随温度变化更大的更适宜制作自恢复保险丝。
热敏电阻还可用在温度控制及温度补偿上。生活中的电蚊香加热器(如图丙)就是采用图甲所示的陶瓷热敏电阻代替电热丝作为恒温加热器的。它的工作原理如图丁,当把电蚊香片放入后,接上电源即可对其加热驱蚊、灭蚊。航天器在太空工作,当进入地球阴影时温度会急剧降低,航天器上的一些金属电阻元件的阻值会减小,而当太阳直射时温度又会升得很高,它们的阻值会增大。这一问题对于需要精确工作的航天器而言,常常是致命的伤害。为了防止这一现象的发生,可以串联一个热敏电阻对其进行补偿。
(1)图甲中的陶瓷热敏电阻在温度低于170℃时具有_________(选填“PTC”、“NTC”)效应。
图乙中的有机材料热敏电阻属于____________(选填“PTC”、“NTC”)热敏电阻。
(2)航天器在太空工作,需给金属电阻元件串联一个_________(选填“陶瓷”、“有机材料”或“NTC”)热敏电阻对其进行补偿。
(3)在电路正常时,自恢复保险丝消耗的电功率很________。
(4)制作自恢复保险丝适宜选择____________(选填“陶瓷”、“有机材料”或“NTC”)热敏电阻。
(5)当将图丙所示的电蚊香加热器接入电路后,其功率随时间变化的图象最可能的是 。
某白炽灯的电流与电压关系如图所示,白炽灯工作时灯丝要达到很高的温度才能发出白光。已知灯丝质量为 ,比热容为 。求:
(1)灯丝的温度从 升高的 ,需要多少热量?
(2)上述过程中,若电能转化为热能的效率为 ,则灯泡消耗的电能是多少?
(3)要将此灯改装为一个调光台灯接入家庭电路,需要串联一个变阻器,灯泡的功率调到 时,该变阻器接入电路的阻值应为多大?
某家庭电路如图所示,空调上标有“ , ”、电视机上标有“ , ”的字样。求:
(1)电视机正常工作时,它的电流是多少?
(2)图中的两个用电器均正常工作时,电路中的总电阻是多少?
(3)若电视机所在支路发生短路其他支路的用电器 (选填“能”或“不能” 正常工作。
为减少碳排放,国家鼓励发展电动车。综合续航里程是电动车性能的重要指标,我国目前测试综合续航里程的标准是:电动车充满电后,重复以下一套循环,将电能耗尽后实际行驶的里程就是综合续航里程。一套循环:由4个市区工况与1个市郊工况组成。市区工况是模拟在市区速度较低的情况,每1个市区工况平均时速 ,行驶时间 ;市郊工况是模拟交通畅通的情况,每1个市郊工况平均时速 ,行驶时间 。
国产某型号的电动汽车有四个相同的轮胎,空载整车质量 ,在水平地面上时每个轮胎与地面的接触面积是 ,使用的液冷恒温电池包充满电后蓄电池电能是 。
某次测试,在市区工况行驶过程中,电动汽车平均牵引力大小是 ,在市郊工况行驶过程中,电动汽车平均牵引力大小是 ,测得的综合续航里程是 。 取 。求:
(1)空载时轮胎对地面的压强。
(2)本次测试中,完成1个市区工况,电动汽车牵引力做的功。
(3)本次测试中,完成一套循环,电动汽车平均消耗多少 的电能。
甲、乙两地相距 ,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条用同种材料制成的粗细均匀的输电线,投入使用前,需要对输电线进行测试。技术人员在甲地用电源、电压表和电流表接成如图所示电路进行测试,当在乙地输电线两端接入阻值为 的电阻时(图中未画出),电压表示数为 ,电流表示数为 ;保持电源电压不变,技术人员在某处将输电线线设置成短路(图中未画出),再次测试时,电流表示数为 .求:
(1)甲、乙两地间每条输电线的电阻值;
(2)短路位置离甲地的距离。
如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为 ,水的深度为 。实心圆柱体 质量为 ,底面积为 ,高度为 。实心圆柱体 质量为 克 取值不确定),底面积为 ,高度为 。实心圆柱体 和 均不吸水,已知 ,常数 取 。
(1)求容器的底面积。
(2)若将圆柱体 竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强 。
(3)若将圆柱体 竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强 与 的函数关系式。