Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压为8V，R2是阻值为40Ω的定值电阻，R1为压敏电阻．当开关S闭合后，问：
（1）当电流表示数为0.4A时，压敏电阻R1的电功率为多少？压敏电阻受到的压力为多少？
（2）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少？
（3）若（2）中热量的84%给20g的水加热，则水温升高多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg℃））．
（4）若（2）中热量全部由天然气燃烧得到，需要天然气的质量为多少克？（天然气的热值为4×107J/m3 ， 密度为0.8Kg/m3）．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图可知：R1与R2并联，电流表测量干路电流，

定值电阻R2的电流I2= = =0.2A，

电流表示数为0.4A时，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知：

通过压敏电阻的电流I1=I﹣I2=0.4A﹣0.2A=0.20A，

功率P1=UI1=8V×0.2A=1.6W；

由I= 可得此时压敏电阻阻值：R1= = =40Ω，

由图乙所示可知，R1=40Ω时，F=2N，则压力为2N；

（2）解：电阻R2产生的电热：

Q2=W2=UIt=8V×0.2A×10×60s=960J；

（3）解：已知此热量的84%给20g的水加热，则Q吸=Q284%=960J×84%=806.4J；

由Q吸=cm△t，可得：

△t= = =9.6℃；

（4）解：若此热量全部由天然气燃烧得到，根据Q=Vq可得：

天然气的体积V= = =2.4×10﹣5m3，

由ρ= 可知天然气的质量为：

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

【解析】（1）分析清楚电路结构，由图示图象求出压力对应的电阻阻值，根据并联电路特点求出压敏电阻通过的电流，根据P=UI可求得电阻R1的功率；根据欧姆定律求得此时压敏电阻阻值，然后根据图乙可知压敏电阻受到的压力；（2）根据Q2=W2=UIt可求得电阻R2产生的热量；（3）已知此热量的84%给20g的水加热，根据Q=cm△t可求得水温升高多少；（4）已知此热量全部由天然气燃烧得到，根据Q=mq可求得天然气的质量．