《2025年星推荐涂教材九年级物理下册人教版》

10.(2023·湘潭中考)变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压U1=12V，Rs为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图2所示，L为磁控开关，当热敏电阻Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压U2=220V，R0为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
(1)压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成_______能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为_______名磁极。
(2)由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变_______；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻Rt的阻值为_______Ω。
(3)用遥控器将Rs的阻值调小时，设定温度变_______；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻Rs的阻值不能超过_______Ω。
(4)由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻R0=2Ω，则10min内R0消耗的电能是多少?

答案：
(1)机械　异　
(2)小　100　
(3)低　550
(4)14880J
解析:
(1)压缩机在工作过程中主要把电能转化成机械能;当S接通时，由安培定则可判断出题图中线圈L的两个磁性弹片的前端为异名磁极。
(2)由题图2可知，热敏电阻$R_t$的阻值随着温度t的升高而变小;若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻$R_t$的阻值为100Ω。
(3)控制电路中，两电阻串联接入电路，根据串联电路电阻规律可知将$R_s$的阻值调小时，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流变大，工作电路开始工作，所以设定温度变低;当$I\geq0.02A$时压缩机开始工作,此时控制电路的总电阻$R = R_t + R_s = \frac{U_1}{I}=\frac{12V}{0.02A}=600\Omega$，由题图2知30℃时热敏电阻$R_t$的阻值为50Ω,所以$R_s = R - R_t = 600\Omega - 50\Omega = 550\Omega$。
(4)变频空调0~4min时工作电流$I' = \frac{P}{U}=\frac{1100W}{220V}=5A$，4~10min时工作电流$I'' = \frac{P'}{U}=\frac{440W}{220V}=2A$；保护电阻消耗的电能:$W = I'²R_0t + I''²R_0t' = (5A)²×2Ω×4×60s + (2A)²×2Ω×(10 - 4)×60s = 14880J$。