Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓為8V，R2是阻值為40Ω的定值電阻，R1為壓敏電阻．當開關S閉合后，問：
（1）當電流表示數為0.4A時，壓敏電阻R1的電功率為多少？壓敏電阻受到的壓力為多少？
（2）當電路連續工作10min，電阻R2產生的熱量為多少？
（3）若（2）中熱量的84%給20g的水加熱，則水溫升高多少？（水的比熱容為4.2×103J/（kg℃））．
（4）若（2）中熱量全部由天然氣燃燒得到，需要天然氣的質量為多少克？（天然氣的熱值為4×107J/m3 ， 密度為0.8Kg/m3）．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖可知：R1與R2并聯，電流表測量干路電流，

定值電阻R2的電流I2= = =0.2A，

電流表示數為0.4A時，根據并聯電路干路電流等于各支路電流之和可知：

通過壓敏電阻的電流I1=I﹣I2=0.4A﹣0.2A=0.20A，

功率P1=UI1=8V×0.2A=1.6W；

由I= 可得此時壓敏電阻阻值：R1= = =40Ω，

由圖乙所示可知，R1=40Ω時，F=2N，則壓力為2N；

（2）解：電阻R2產生的電熱：

Q2=W2=UIt=8V×0.2A×10×60s=960J；

（3）解：已知此熱量的84%給20g的水加熱，則Q吸=Q284%=960J×84%=806.4J；

由Q吸=cm△t，可得：

△t= = =9.6℃；

（4）解：若此熱量全部由天然氣燃燒得到，根據Q=Vq可得：

天然氣的體積V= = =2.4×10﹣5m3，

由ρ= 可知天然氣的質量為：

m′=ρV=0.8kg/m3×2.4×10﹣5m3=1.92×10﹣5kg=1.92×10﹣2g．

【解析】（1）分析清楚電路結構，由圖示圖象求出壓力對應的電阻阻值，根據并聯電路特點求出壓敏電阻通過的電流，根據P=UI可求得電阻R1的功率；根據歐姆定律求得此時壓敏電阻阻值，然后根據圖乙可知壓敏電阻受到的壓力；（2）根據Q2=W2=UIt可求得電阻R2產生的熱量；（3）已知此熱量的84%給20g的水加熱，根據Q=cm△t可求得水溫升高多少；（4）已知此熱量全部由天然氣燃燒得到，根據Q=mq可求得天然氣的質量．