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    6．热熔胶，一种非晶体，常温下是固体，熔化后再冷却就能将物体牢牢的粘合在一起，生产中常用作粘合剂．图甲是热熔胶枪（简称“胶枪”）的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件，电路如图乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示．松开胶枪扳机，开关Sl断开，开关S2的触片与b触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状态，约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度（170℃～200℃）．此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：固体胶条向前挤压，开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，枪口冒出温度为170℃～210℃的胶液，此时可以粘合物体了．在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同．问：

    （1）胶枪在预热过程中电路中最小的总电阻是多少？
    （2）假设胶枪在温度为170℃的条件下正常工作200s，则电路消耗的电能多少焦？
    （3）PTC电热元件是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度时，它的电阻值随温度的升高而急剧升高，试根据PTC特定定性分析该装置能使温度稳定在170℃附近的道理．

    分析 （1）当松开扳机时，R1与R2串联，胶枪在预热过程中根据串联电阻的电阻特点即可求出总电阻；
    （2）扣动扳机，当温度为170℃时，R1与R2并联，并且从丙图中可知电阻的阻值，根据W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出电路消耗的总功率；
    （3）温度取决于PTC元件的加热功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当电压一定，加热功率又取决于导体的电阻，因此可结合图表中170℃附近的阻值变化规律来进行定性分析．

    解答 解：（1）当松开扳机时，R1与R2串联，胶枪在预热过程中，由图丙可知温度为80℃时加热元件的电阻最小，为1000Ω，则：R总最小=R1最小+R2最小=1000Ω+1000Ω=2000Ω；
    （2）胶枪在温度为170℃的条件下正常工作时需要扣动扳机，此时R1与R2并联，由图丙可知温度为170℃时加热元件的电阻为R1=R2=1600Ω，
    则W=2×$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=2×$\frac{（{220V）}^{2}}{1600Ω}$×200s=12100J；
    （3）由图可知，当PTC的温度达到170℃时，如果温度升高，则PTC电阻变大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在电源电压一定时，若电阻变大，则发热功率减小，升温速度减慢；反之，温度降低，PTC电阻减小，发热功率增大，会快速升温，这样它的温度会在170℃附近稳定下来．
    答：（1）胶枪在预热过程中电路中最小的总电阻是2000Ω；
    （2）假设胶枪在温度为170℃的条件下正常工作200s，则电路消耗的电能12100J；
    （3）当PTC的温度达到170℃时，如果温度升高，则PTC电阻变大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在电源电压一定时，若电阻变大，则发热功率减小，升温速度减慢；反之，温度降低，PTC电阻减小，发热功率增大，会快速升温，这样它的温度会在170℃附近稳定下来．

    点评 本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式的掌握以及读图分析能力，重点是能对计算公式进行灵活变形，同时能读懂电路图中开关对元件的控制作用．

    练习册系列答案
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