Question

【題目】圖甲是一種家用電熨斗的電路原理圖(額定電壓為220 V).R0是定值電阻,R是可變電阻(調溫開關),其電阻值均不受溫度影響.

(1)該電熨斗溫度最低時的耗電功率為121 W,溫度最高時的耗電功率為484 W,求R0的阻值及R的阻值變化范圍.

(2)假定電熨斗每秒鐘散發的熱量q跟電熨斗表面溫度與環境溫度的溫差關系如圖乙所示,現在溫度為20 ℃的房間使用該電熨斗來熨燙毛料西服,要求熨斗表面溫度為220 ℃,且保持不變,問應將R的阻值調為多大?

Answer 1

【答案】(1) 0到300 Ω(2) 10 Ω

【解析】

(1)溫度最低時應該是電路中電阻最大時，此時有

P1＝(2分)

溫度最高時應該是電路中電阻最小時，此時有

P2＝(2分)

聯立以上兩式解得R0＝100 Ω

Rmax＝300 Ω (2分)

所以變阻器阻值范圍是0到300 Ω. (１分)

(2)此時電熨斗表面溫度與環境溫度之差

Δt＝220 ℃－20 ℃＝200 ℃　　　(2分)

由圖象知電熨斗每秒鐘散發的熱量

q＝440 J　　　　(２分)

要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率

P＝440 W

又有：P＝(１分)

代入數據解得R＝10 Ω　　　(１分)

所以應將R的阻值調至10 Ω.

本題考查電熱，溫度最低時應該是電路中電阻最大時，溫度最高時應該是電路中電阻最小可算出變阻器的阻值范圍，要保持電熨斗的表面溫度不變，電熨斗的每秒中產生的熱量等于每秒鐘散發的熱