Question

18．某品牌家用電熨斗的電路如圖所示，額定電壓為220V、最大功率為1100W，發(fā)熱部分由調(diào)溫電阻R和定值電阻R₀組成，調(diào)溫電阻R是可變電阻，其最大阻值為66Ω．電阻值均不受溫度影響．
（1）定值電阻R₀的阻值是多大？
（2）該電熨斗工作時(shí)的最小功率多大？此時(shí)R₀通電一分鐘產(chǎn)生多少熱量？
（3）假設(shè)電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量Q跟電熨斗溫度t的關(guān)系如下表所示，請(qǐng)分析得出電熨斗工作時(shí)溫度的調(diào)節(jié)范圍．

熱量Q/J	200	400	600	800	1000	1200
溫度t/℃	40	80	120	160	200	240

Answer 1

分析 （1）當(dāng)調(diào)溫電阻R=0Ω時(shí)電熨斗的電功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出定值電阻R₀的阻值；
（2）當(dāng)調(diào)溫電阻R=66Ω時(shí)電熨斗的電功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出通過電路的電流，再根據(jù)P=UI求出該電熨斗工作時(shí)的最小功率；
根據(jù)Q=I²Rt求R₀通電一分鐘產(chǎn)生熱量；
（3）由表格可知散熱功率分別為440W和220W達(dá)到的最高溫度即可得出電熨斗工作時(shí)溫度的調(diào)節(jié)范圍．

解答 解：（1）當(dāng)調(diào)溫電阻R=0Ω時(shí)，電熨斗的電功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
（2）當(dāng)調(diào)溫電阻R=66Ω時(shí)，電熨斗的電功率最小，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和和歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{220V}{66Ω+44Ω}$=2A，
電熨斗的最小電功率：
P′=UI=220V×2A=440W；
R₀通電一分鐘產(chǎn)生熱量：
Q=I²Rt=（2A）²×44Ω×1×60s=1.056×10⁴J；
（3）由表格可知：電燙斗每秒鐘散發(fā)的熱量Q跟電燙斗溫度t成正比，
所以當(dāng)電熨斗功率最大為1100W時(shí)，溫度最高為220℃；
當(dāng)功率最小為440W時(shí)，溫度最低為88℃；
故電熨斗工作時(shí)溫度的調(diào)節(jié)范圍為88℃～220℃．
答：（1）定值電阻R₀的阻值是44Ω；
（2）該電熨斗工作時(shí)的最小功率為440W，此時(shí)通過電路的電流是2A；R₀通電一分鐘產(chǎn)生的熱量為1.056×10⁴J；
（3）電熨斗工作時(shí)溫度的調(diào)節(jié)范圍為88℃～220℃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式和歐姆定律、電熱公式、電阻串聯(lián)特點(diǎn)的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)分析電熨斗的最大和最小電功率，難點(diǎn)是知道每秒鐘散發(fā)的熱量即為散熱功率并從表中得出最大和最小電功率時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度．