Question

【題目】在科技制作中，某同學設計了如圖甲所示的噴泉控制電路，可變電源EF兩端提供的電壓隨時間的周期性變化關系如圖乙所示。R為5Ω的定值電阻，A為一特殊電子元件，其兩端的電壓恒為電源電壓的1/3。當R的電功率滿足PR≥5W時，水泵啟動噴水。則t=9s時電阻R的電功率為____W；該電路持續工作3min，噴水時間共為____s。

Answer 1

【答案】20 90

【解析】

[1]由電路圖可知，定值電阻R與電子元件A串聯。由圖乙可知，t=9s時,UEF=15V，因電子元件A兩端的電壓恒為電源電壓的，所以，此時R兩端的電壓：

UR=(1)UEF=×15V=10V，

此時電阻R的電功率：

PR= =20W；

[2]當R的電功率滿足PR5W時，R兩端的電壓：

U′R= =5V，

此時電源的電壓：

U′EFU′R=×5V=7.5V，

由圖乙可知，03s內UEFAB均勻增加，大于7.5V電壓的時間為1.5s，由對稱性可知，3s6s內UEF大于7.5V電壓的時間也為1.5s，所以，該電路持續工作3min，噴水時間共為：

×1.5s=90s