Question

【题目】如图甲、乙是一种家用电熨斗及其简化电路原理图（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）．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，根据以上信息计算：

①定值电阻R0的阻值；

②可变电阻R的阻值变化范围？

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？

Answer 1

【答案】（1）100Ω； （2）0～300Ω；（3）10Ω．

【解析】（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电熨斗的电功率最大，
由可得，R0的阻值： ，
（2）当R的阻值接入电路中的电阻最大时，电熨斗消耗的电功率最小，
此时电路中的总电阻： ，
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知R的最大阻值：
R=R总-R0=400Ω-100Ω=300Ω，
所以，可变电阻R的阻值变化范围为0～300Ω；
（3）熨斗表面温度为220℃，此时电熨斗表面温度与环境温度之差：
△t=220℃-20℃=200℃，
由图象知，电熨斗每秒钟散发的热量Q=440J，
则散热功率，
要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P=P散=440W，
此时电路中的总电阻： ，
则R的阻值：R′=R总′-R0=110Ω-100Ω=10Ω．
答：（1）R0的阻值为100Ω；
（2）可变电阻R的阻值变化范围为0～300Ω；
（3）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，应将R的阻值调为10Ω．