如图甲是一种家用蒸汽电熨斗的实物图.使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室,迅速汽化产生向下的蒸汽.图乙是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V),虚线框内为加

发布时间:2020-08-05 05:40:42

如图甲是一种家用蒸汽电熨斗的实物图.使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室,迅速汽化产生向下的蒸汽.图乙是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V),虚线框内为加热电路.R0是定值电阻,R是可变电阻(调温开关).

求:
(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W,温度最高时的耗电功率为484W,求R0的阻值及R的阻值变化范围.
(2)用电熨斗汽烫时需要先预热,若预热时采用最大功率使金属底板的温度从20℃升到220℃.已知底板的质量为1kg,铁的比热容为0.46×103J/(㎏?℃).金属底板利用电热的效率为80%,求使金属底板的温度从20℃升到220℃所需要的时间(计算结果保留整数).
(3)假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示,现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服,要求熨斗表面温度为220℃,且保持不变,问应将R的阻值调为多大?

网友回答

解:(1)定值电阻R0的阻值为R0===100Ω,
滑动变阻器阻值全部接入电路时,电路总阻值
R总===400Ω,
滑动变阻器的最大阻值R=R总-R0=400Ω-100Ω=300Ω;
答:R0的阻值是100Ω,电阻R的阻值变化范围是0~300Ω.
(2)电熨斗底板吸收的热量
Q=mc△t=1kg×0.46×103J/(㎏?℃)×(220℃-20℃)=9.2×104J,
电熨斗产生的热量Q总===1.15×105J,
电熨斗预热需要的时间t===≈238s;
答:金属底板的温度从20℃升到220℃所需要的时间是238s.
(3)电熨斗与环境温差是220℃-20℃=200℃
由图象可知电熨斗每秒散发的热量是Q=440J;
电熨斗总电阻发热功率P实===440W;
此时电熨斗电阻R总===110Ω.
滑动变阻器阻值R=R总-R0=110Ω-100Ω=10Ω.
答:R的阻值为10Ω.
解析分析:(1)温度最低时的耗电功率也就是电路电阻最大时的功率,即滑动变阻器全部接入电路;温度最高时的耗电功率也就是电路电阻最小时的功率,即滑动变阻器被短路,此时只有定值电阻接入电路,由电功率的变形公式R=可以求出电阻R0及R的阻值.
(2)根据热量公式Q=cm△t求出金属底板吸收的热量,然后根据电熨斗的效率求出电熨斗产生的热量,最后由电功率的变形公式t=求出电熨斗的预热时间.
(3)根据图象求出电熨斗每秒散失的热量,求出电熨斗的功率;根据功率公式及串联电路特点求出滑动变阻器阻值.

点评:本题考查生活中的物理知识的应用,要学会从实际情景中找出物理模型和采用的物理规律.本题是一道信息给予题,解决此类问题的关键是善于从题目中找到有用的信息,结合相应的计算公式计算.
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