Question

11．下圖是某型號的浴室自動防霧鏡和其簡易電路圖．防霧鏡背面粘貼有等大的發(fā)熱電阻R₀（R₀的阻值固定不變），利用R₀加熱鏡面使水蒸氣無法凝結(jié)其上，便于成像．當(dāng)S1斷開時，當(dāng)濕度達(dá)到一定值，R₀自動加熱，當(dāng)S1閉合時為手動加熱模式．

下表是該防霧鏡的相關(guān)數(shù)據(jù)：

鏡子質(zhì)量	1.1kg
額定電壓	220V
最大功率	88w

（1）發(fā)熱電阻的工作原理是利用電流的熱效應(yīng)
（2）濕度感應(yīng)元件是一個隨外界濕度變化而變化的可變電阻，分析電路，寫出濕度感應(yīng)元件的電阻與外界濕度的關(guān)系．濕度感應(yīng)電阻阻值隨濕度的增大而減��；
（3）當(dāng)R的滑動觸片在最左端時，R₀的功率達(dá)到最大值，當(dāng)R的滑動觸片在中間位置時，R₀的功率為最大功率的25%，請通過計算求出此時（滑動觸片在中間時）滑動變阻器的阻值．

Answer 1

分析 （1）發(fā)熱電阻的工作原理是利用電流的熱效應(yīng)；
（2）根據(jù)電磁繼電器的工作原理續(xù)結(jié)合題意分析回答；
（3）當(dāng)R的滑動觸片在最左端時，分析電路的連接，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₀的值；
分析當(dāng)R的滑動觸片在中間位置時電路的連接，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，在R不變時，電功率與電壓的平方成正比，即電壓與電功率的算術(shù)平方根據(jù)成正比求出此時R₀的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的電阻．

解答 解：（1）發(fā)熱電阻的工作原理是利用電流的熱效應(yīng)；
（2）當(dāng)濕度感應(yīng)元件電阻減小到一定值 時，由歐姆定律，控制電路中電流增大到一定程度，電磁鐵磁性增大到一定程度，銜鐵被吸下，工作電路連接，電路中有電流通過，發(fā)熱電阻發(fā)熱，利用R₀加熱鏡面使水蒸氣無法凝結(jié)其上；
外界濕度大到一定程度時，發(fā)熱電阻要工作加熱鏡面使水蒸氣無法凝結(jié)其上，便于成像，由工作原理，故濕度感應(yīng)電阻阻值隨濕度的增大而減小；
（3）當(dāng)R的滑動觸片在最左端時，變阻器連入電路中的電阻為0，此時R₀的電壓為220V，功率達(dá)到最大值為88W；
根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{大}}$=$\frac{（220V）^{2}}{88W}$=550Ω
當(dāng)R的滑動觸片在中間位置時，變阻器與R₀串聯(lián)，R₀的功率為最大功率的25%，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，在R不變時，電功率與電壓的平方成正比，即電壓與電功率的算術(shù)平方根據(jù)成正比，
故滑動觸片在中間位置時，R₀的電壓：
U_R0=$\sqrt{\frac{1}{4}}$×220V=110V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_R0=220V-110V=110V，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻等于R₀=550Ω，即當(dāng)R的滑動觸片在中間位置時，R₀的功率為最大功率的25%，此時（滑動觸片在中間時）滑動變阻器的阻值為550Ω．
故答案為：（1）熱效應(yīng)；
（2）濕度感應(yīng)電阻阻值隨濕度的增大而減小；
（3）當(dāng)R的滑動觸片在中間位置時，R₀的功率為最大功率的25%，此時（滑動觸片在中間時）滑動變阻器的阻值為550Ω．

點評 本題考查電流的熱效應(yīng)、電磁繼電器的工作原理、串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律及電功率公式的運用，關(guān)鍵是從圖表中獲取有效的信息．