Question

【題目】如圖甲、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，根據以上信息計算：

①定值電阻R0的阻值；

②可變電阻R的阻值變化范圍？

③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丙所示，現在溫度為20℃的房間使用該電熨斗熨燙毛料西服，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）100Ω； （2）0～300Ω；（3）10Ω．

【解析】（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，
由可得，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，
此時電路中的總電阻： ，
根據串聯電路中總電阻等于各分電阻之和可知R的最大阻值：
R=R總-R0=400Ω-100Ω=300Ω，
所以，可變電阻R的阻值變化范圍為0～300Ω；
（3）熨斗表面溫度為220℃，此時電熨斗表面溫度與環境溫度之差：
△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，
要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率P=P散=440W，
此時電路中的總電阻： ，
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的阻值變化范圍為0～300Ω；
（3）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，應將R的阻值調為10Ω．