Question

（2012?寶應縣模擬）如圖甲是一種家用蒸汽電熨斗的實物圖．使用時水箱中的水滴入被加熱的底板汽室，迅速汽化產生向下的蒸汽．
（1）熨斗處在濕用功能狀態時，可以看到熨斗底板蒸氣口的周圍有大量“白霧”，請你運用所學的知識解釋“白霧”是如何形成的？
（2）已知該電熨斗的質量為1.3kg，底板面積為160cm²，若在在熨斗水箱中注入0.3kg的水，將它平放在置于水平桌面的衣服上，求：熨斗對衣服的壓強．（g取10N/kg）．
（3）圖乙是一種家用電熨斗的電路原理圖（額定電壓為220V），虛線框內為加熱電路．R₀是阻值為100Ω的定值電阻，R是最大阻值為300Ω可變電阻（調溫開關）．
求：①該電熨斗熨燙衣服時的功率變化范圍．
②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的阻值調為多大？

Answer 1

分析：（1）水蒸氣遇冷液化成為小水滴懸浮在空中形成“白氣”．
（2）求出電熨斗對衣服的壓力F，再根據壓強公式求電熨斗對衣服的壓強．
（3）①根據串聯電路特點、歐姆定律、電功率公式解題；
②根據圖象求出電熨斗每秒散失的熱量，求出電熨斗的功率；根據功率公式及串聯電路特點求出滑動變阻器阻值．

解答：解：（1）電熨斗產生的水蒸氣從蒸汽口噴出，遇到外部溫度較低的空氣，
遇冷放熱液化，形成小水珠懸浮在空中，形成“白氣”．
（2）電熨斗對衣服的壓力F=G=mg=（1.3kg+0.3kg）×10 N/kg=16N．
對衣服的壓強p=

F

S

=

16N

160×10-4m2

=1000Pa．
（3）①滑動變阻器接入電路中阻值為零時，功率最大為P=

U2

R0

=

2202

100

W=484W；
滑動變阻器阻值全部接入電路時，功率最小為P'=

U2

R+R0

=

(220V)2

100Ω+300Ω

=121W．
功率范圍是121W～484W．
②電熨斗與環境溫差是220℃-20℃=200℃
由圖象可知電熨斗每秒散發的熱量是Q=440J；
電熨斗總電阻發熱功率P=

Q

t

=

440J

1s

=440W；
電熨斗電阻R_總=

U2

P

=

(220V)2

440W

=110Ω．
滑動變阻器阻值R=R_總-R₀=110Ω-100Ω=10Ω．
答：（1）“白氣”是水蒸氣遇冷液化形成的小水珠．
（2）熨斗對衣服的壓強是1000Pa．
（3）①電熨斗熨燙衣服時的功率變化范圍是121W～484W．
②R的阻值是10Ω．

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，計算過程注意面積單位的換算．