在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，R1、R2是相同的PTC（热敏材料）发热电阻。单个电阻与温度的关系如图丙。

1. 在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，R₁、R₂是相同的PTC（热敏材料）发热电阻。单个电阻与温度的关系如图丙。

(1) 打印笔工作时，发热功率有高、低两档。当S、S₁都闭合时，处于档。

(2) 温度在120℃-360℃之间时，打印笔工作时的发热功率随温度的升高而逐渐（选填“增大”或“减小”）。

(3) 打印笔正常工作时的电压为220伏，高挡打印时，电阻的温度为250℃，打印笔的电功率是多少?

【考点】

电路的动态分析; 电功率计算公式的应用;

【答案】

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解答题普通

1. 在测量小灯泡额定功率的实验中，小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线，图线b是一只定值电阻R₀的U-I图线。电源电压U恒为3V，小灯泡L 的额定电压为2.5V。则：

(1) L的额定功率是多少?

(2) 图线a对应的过程中，求R 的调节范围。

(3) 若将R 替换成R。求L 工作时的阻值。

(4) 若将R替换成与L 相同的小灯泡，则根据图线可求得电路消耗的总功率为多少?

解答题困难

2. 在学校创新比赛中，小龙设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R₁和R₂是两根电热丝，旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点(触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接) 。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。当旋钮上的箭头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四挡的加热功率。他设计的四挡加热功率如表所示：

mm度挡位	高温	中温1	中温2	低温
加热功率/W	1100	660

(1) 旋钮上的箭头指向D位置时，电热水器处于高温挡，两根电热丝。(选填“串联”或“并联”)

(2) 若四挡加热功率依次递增，计算电热丝R₁和R₂的阻值各是多少?

(3) 该电热水器低温挡时的加热功率是多少?

解答题普通

3. 如图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，R₁、R₂为电热丝。图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内高温档和低温档电功率的变化情况。

(1) 当S₁闭合、S₂断开时，毛巾架处于档(选填“低温”或“高温”) 。在高温档工作时，毛巾架正常工作电流为安?

(2) 该毛巾架正常工作30分钟消耗的电能为多少?

(3) 电热丝 R₂的阻值为多少欧?

(4) 小科认为乙图电路不能实现高、低温档电功率自动切换功能，于是小科利用电磁继电器与湿敏电阻设计了如图丁的方案。请根据电磁铁的工作原理，分析丁方案是如何实现高低温档自动切换功能的。 (提示：湿敏电阻的工作原理主要基于湿敏材料对空气中水分吸收的能力，这种材料在吸收水分后，其导电性能会发生变化，导致电阻值的变化，通常情况下，湿敏材料的电阻值与环境湿度成反比，即湿度越高，电阻值越小。)

答：把湿毛巾挂到毛巾架上，闭合控制电路开关S₀和工作电路开关S₁ ，。

解答题困难