Question

如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

R_max＝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