Question

【題目】熱熔膠在室溫下為固體，加熱到一定程度時(shí)變?yōu)檩^強(qiáng)黏性的液體，冷卻后，將物體牢牢地粘在一起，如圖甲是熱熔膠槍的外形，其內(nèi)部有2只相同的PTC加熱元件，電路如圖乙。單只PTC元件的電阻與溫度的變化如圖丙所示，扣動(dòng)扳機(jī)能使固體膠條向前擠壓，聯(lián)動(dòng)開關(guān)S同時(shí)倒向A、B，槍門冒出膠液，松開扳機(jī)，S同時(shí)倒向B、C。

（1）松開扳機(jī)時(shí)為預(yù)熱狀態(tài)，當(dāng)溫度為80℃時(shí)，電路中的電流是多少？

（2）當(dāng)溫度為180℃時(shí)，膠液有最佳黏性，已知一根膠條的質(zhì)量為50g，若熔化1kg膠需要吸收6.0×J熱量，試計(jì)算：在正常情況下使用完一根膠條至少要多長(zhǎng)時(shí)間？

（3）試根據(jù)PTC特性定性分析該裝置能使溫度穩(wěn)定在180℃的道理。

Answer 1

【答案】（1）0.125A（2）375s（3）見解析

【解析】

(1)由圖丙可知，溫度為80℃時(shí)，PTC元件的電阻為880Ω，松開扳機(jī)時(shí)為預(yù)熱狀態(tài)，S同時(shí)倒向B、C，由電路圖可知此時(shí)兩只PTC串聯(lián)，則電路中電流為：；

(2)由題意可知，熔化一根膠條要吸收的熱量：，

由圖丙可知，加熱到180℃時(shí)PTC電阻為1210Ω，扣動(dòng)扳機(jī)為加熱狀態(tài)，S同時(shí)倒向A、B，由電路圖可知此時(shí)兩只電阻并聯(lián)，由電阻的并聯(lián)可得總電阻為：，

加熱功率為：；

要使加熱時(shí)間最短，PTC的發(fā)熱必須全部被膠條吸收，則加熱時(shí)間：；

(3)由圖可知，當(dāng)PTC的溫度達(dá)到180℃時(shí)，如果溫度升高，則電阻變大，由知，在電源電壓一定時(shí)，若電阻變大，則發(fā)熱功率減小，升溫速度減慢，反之，溫度降低，電阻減小，發(fā)熱功率增大，會(huì)快速升溫，這樣它的溫度會(huì)在180℃附近穩(wěn)定下來。