Question

在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鈉等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率ρ隨溫度t的變化關(guān)系如圖所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能，對此，以下判斷正確的是（　　）
①通電后，其電功率先增大，后減小
②通電后，其電功率先減小，后增大
③當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t₁不變
④當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t₁和t₂之間的某一值不變．

• A、①③
• B、②③
• C、②④
• D、①④

Answer 1

分析：由圖象找出電阻率隨溫度變化的關(guān)系，然后由電阻定律判斷電阻如何變化，最后由電功率公P=

U2

R

判斷功率如何變化．
由于家庭電路中的電源電壓保持220V恒定不變，根據(jù)Q=

U2

R

t可知當(dāng)電阻變小時，單位時間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量變大，電蚊器溫度上升加快；反之，當(dāng)電阻變大時，單位時間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量變小，電蚊器溫度上升較慢．所以電熱驅(qū)蚊器通電后，在t₀～t₁ 階段，隨著溫度上升，電阻變小，電熱變大，溫度上升較快；到t₁～t₂階段，隨著溫度上升，電阻變大，電熱變小，溫度上升減慢，當(dāng)電流單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電蚊器向周圍散發(fā)的熱量達到平衡時，電蚊器的發(fā)熱元件溫度就不再上升．

解答：解：①通電后半導(dǎo)體材料的溫度逐漸升高，由圖象可知，半導(dǎo)體的電阻率先變小，后變大，由電阻定律R=ρ

l

s

可知，半導(dǎo)體材料的電阻R先變小后變大，電源電壓U不變，由電功率公式P=

U2

R

知，半導(dǎo)體材料的電功率先變大，后變小，故①正確，②錯誤；
③由圖象可知，在0～t₁這區(qū)間里電阻R隨溫度升高而減小；在t₁～t₂這區(qū)間里電阻R隨溫度的升高而增大；在t₂～區(qū)間里電阻R隨溫度的升高而減小．在家庭電路中電壓不變，電熱器的電功率P=

U2

R

，可知電阻器的發(fā)熱功率與電阻成反比．在溫度升到t₁前，電阻R隨溫度的升高而減小，功率增大，溫度升高更快；溫度一旦超過t₁，電阻R隨溫度的升高而增大，功率減小，放出熱量減小，溫度升高變慢，當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t₁至t₂間的某一值不變，保持穩(wěn)定，故③錯誤，④正確．
故選：D．

點評：由圖象找出電阻率的變化規(guī)律、熟練應(yīng)用電阻定律、電功率公式即可正確解題．本題考查學(xué)生對圖象的理解及應(yīng)用，圖象法為物理中常用方法，應(yīng)學(xué)會熟練應(yīng)用．在應(yīng)用中重點掌握．