Question

6．如圖1所示，是一種家用電熨斗的電路原理圖（額定電壓為220V），虛線框內(nèi)為加熱電路．R₀是定值電阻，R是可變電阻（調(diào)溫開關）．該電熨斗溫度最低時的耗電功率為121W，溫度最高時的耗電功率為484W．則R₀的阻值為100Ω；假定電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關系如圖2所示，現(xiàn)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(diào)為10Ω．

Answer 1

分析 溫度最低時的耗電功率也就是電路電阻最大時的功率，即滑動變阻器全部接入電路；溫度最高時的耗電功率也就是電路電阻最小時的功率，即滑動變阻器被短路，此時只有定值電阻接入電路，利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$得到R₀的阻值．根據(jù)圖象求出電熨斗每秒散失的熱量，求出電熨斗的功率；根據(jù)功率公式及串聯(lián)電路特點求出滑動變阻器阻值．

解答 解：當可變的電阻的阻值為零，定值電阻的電壓為220V，則定值電阻R₀的阻值為：R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}=\frac{22{0}^{2}}{484}$=100Ω；
電熨斗與環(huán)境溫差是220℃-20℃=200℃
由圖象可知電熨斗每秒散發(fā)的熱量為：Q=440J；
電熨斗總電阻發(fā)熱功率為：P_實=$\frac{Q}{t}=\frac{440}{1}$=440W；
電熨斗電阻為：R_總=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{實}}=\frac{22{0}^{2}}{440}$=110Ω．
滑動變阻器阻值為：R=R_總-R₀=110Ω-100Ω=10Ω．
故答案為：100，10

點評 本題考查生活中的物理知識的應用，要學會從實際情景中找出物理模型和采用的物理規(guī)律．本題是一道信息給予題，解決此類問題的關鍵是善于從題目中找到有用的信息，結合相應的計算公式計算．