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(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，問(wèn)：
（1）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，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(dāng)電路連續(xù)工作10min，電阻R2產(chǎn)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(zhì)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(lián)，電流表測(cè)量干路電流，

定值電阻R2的電流I2= = =0.2A，

電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知：

通過(guò)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(shí)壓敏電阻阻值：R1= = =40Ω，

由圖乙所示可知，R1=40Ω時(shí)，F(xiàn)=2N，則壓力為2N；

（2）解：電阻R2產(chǎn)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(jù)Q=Vq可得：

天然氣的體積V= = =2.4×10﹣5m3，

由ρ= 可知天然氣的質(zhì)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(jié)構(gòu)，由圖示圖象求出壓力對(duì)應(yīng)的電阻阻值，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)求出壓敏電阻通過(guò)的電流，根據(jù)P=UI可求得電阻R1的功率；根據(jù)歐姆定律求得此時(shí)壓敏電阻阻值，然后根據(jù)圖乙可知壓敏電阻受到的壓力；（2）根據(jù)Q2=W2=UIt可求得電阻R2產(chǎn)生的熱量；（3）已知此熱量的84%給20g的水加熱，根據(jù)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(jù)Q=mq可求得天然氣的質(zhì)量．