计算题 · 第1节 电能 电功

计算题中等
当空气湿度 RH较大时,人体会感觉不舒服。小亮设计了一款湿度表,其原理如图甲所示,R 为湿敏电阻,其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。已知人体感觉比较舒服的湿度 RH范围是 40%‑60%,R0为 10Ω 的定值电阻,电源电压恒为 6V。求:
题目配图
(1) 当空气湿度为 60% 时,求电路中的电流;
答案:0.24A
(2) 当空气湿度为 40% 时,求 100s 内 R0消耗的电能;
答案:22.5J
(3) 当电流表的示数为 0.3A 时,请通过计算判断人体感觉是否舒服?
答案:人体感觉不舒服,理由见解析
答案:(1) 0.24A;(2) 22.5J;(3) 人体感觉不舒服,理由见解析
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(1)由图乙,湿度 60% 时,湿敏电阻 R=15Ω;R0与 R 串联。 总电阻 R总 1=R0+R=10Ω+15Ω=25Ω 电路电流 I1=U/R总 1=6V/25Ω=0.24A。 (2)湿度 40% 时,湿敏电阻 R'=30Ω。 总电阻 R总 2=R0+R'=10Ω+30Ω=40Ω 电路电流 I2=U/R总 2=6V/40Ω=0.15A R0两端电压 U0=I2R0=0.15A×10Ω=1.5V 100s 内 R0消耗电能 W0=U0I2t=1.5V×0.15A×100s=22.5J。 (3)电流 I3=0.3A 时, 湿敏电阻两端电压 UR=U‑I3R0=6V‑0.3A×10Ω=3V 湿敏电阻阻值 R''=UR/I3=3V/0.3A=10Ω。 对照图乙,此时对应湿度 RH''=80%,大于 60%,人体感觉不舒服。

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