如圖*、乙是一種家用電熨斗及其簡化電路原理圖(額定電壓為220V),虛線框內為加熱電路,R0是定值電阻,R是可...
問題詳情:
如圖*、乙是一種家用電熨斗及其簡化電路原理圖(額定電壓為220V),虛線框內為加熱電路,R0是定值電阻,R是可變電阻(調温開關).該電熨斗温度最低時的耗電功率為121W,温度最高時的耗電功率為484W,根據以上信息計算:
①定值電阻R0的阻值;
②可變電阻R的阻值變化範圍?
③假定電熨斗每秒鐘散發的熱量Q跟電熨斗表面温度與環境温度的温差關係如圖*所示,現在温度為20℃的房間使用該電熨斗熨燙毛料西服,要求熨斗表面温度為220℃,且保持不變,問應將R的阻值調為多大?
【回答】
【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】(1)當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時電熨斗的電功率最大,根據P=求出R0的阻值;
(2)當R的阻值接入電路中的電阻最大時,電熨斗消耗的電功率最小,根據P=求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯求出R的最大阻值,然後得出可變電阻R的阻值變化範圍;
(3)由題意可知電熨斗表面温度與環境温度之差,由圖*可知電熨斗每秒鐘散發的熱量,根據P=求出散熱功率即為此時電熨斗的發熱功率,根據P=求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯求出R接入電路中的電阻.
【解答】解:(1)當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電熨斗的電功率最大,
由P=可得,R0的阻值:
R0===100Ω,
(2)當R的阻值接入電路中的電阻最大時,電熨斗消耗的電功率最小,
此時電路中的總電阻:
R總===400Ω,
根據串聯電路中總電阻等於各分電阻之和可知R的最大阻值:
R=R總﹣R0=400Ω﹣100Ω=300Ω,
所以,可變電阻R的阻值變化範圍為0~300Ω;
(3)熨斗表面温度為220℃,此時電熨斗表面温度與環境温度之差:
△t=220℃﹣20℃=200℃,
由圖象知,電熨斗每秒鐘散發的熱量Q=440J,
則散熱功率P散==═440W,
要保持電熨斗的表面温度不變,則電熨斗的電功率P=P散=440W,
此時電路中的總電阻:
R總′===110Ω,
則R的阻值:R′=R總′﹣R0=110Ω﹣100Ω=10Ω.
答:(1)R0的阻值為100Ω;
(2)可變電阻R的阻值變化範圍為0~300Ω;
(3)現在温度為20℃的房間使用該電熨斗來熨燙毛料西服,要求熨斗表面温度為220℃,且保持不變,應將R的阻值調為10Ω.
知識點:電功率
題型:計算題