Question

如图甲所示是一种专供国内市场的家用电熨斗的电路图（额定电压为220V）．定值电阻R₀=100Ω，R是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响．求：
（1）该电熨斗温度最高时的功率；
（2）该电熨斗温度最低时的功率为121W，则R的阻值变化范围；
（3）假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度的关系如图乙所示，现在使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为240℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？

Answer 1

分析：（1）只有电阻R₀接入电路时，电路总阻值最小，电熨斗功率最大，温度最高，由电功率公式可以求出电功率．
（2）当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电熨斗功率最小，由串联电路特点及电功率公式的变形公式可以求出滑动变阻器的最大阻值，然后确定其变化范围．
（3）由图乙所示图象找出温度为240℃时电熨斗产生的热量，然后由电功率的变形公式求滑动变阻器接入电路的阻值．

解答：解：（1）当R连入的电阻为零时温度最高，
功率P=

U2

R0

=

(220V)2

100Ω

=484W；                                                      
（2）当R的电阻最大时温度最低，
∵P=

U2

R

，
∴R+R₀=

U2

P最小

=

(220V)2

121W

=400Ω，
R=400Ω-R₀=400Ω-100Ω=300Ω，
则变阻器阻值范围是0～300Ω；     
（3）由图象可知，t=240℃时，Q=440J；                                
∵Q=W=

U2

R′+R0

t，
∴R′+R₀=

U2t

Q

=

(220V)2×1s

440J

=110Ω，
则滑动变阻器接入电路的阻值R′=10Ω；
答：（1）该电熨斗温度最高时的功率是484W；
（2）R的阻值变化范围是0～300Ω；
（3）应将R的阻值调为10Ω．

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．