题目内容
【题目】如图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜。使用时,镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于成像,下表是该防雾镜的相关数据:
面积大小 | 110dm2 |
镜子质量 | 1.1kg |
额定电压 | 220V |
额定功率 | 1W/dm2 |
(1)求防雾镜正常工作时的电流。
(2)经测试,在-10℃环境下,正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃,求电热膜绐平面镜的加热效率。[玻璃的比热容为0.75×103J/(kg℃)]
(3)如图乙所示,小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,能使电热极的功率在原功率的25%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要,请求出R的最大阻值。
【答案】(1)0.5A;(2)75%;(3)440Ω
【解析】试题分析:(1)防雾镜正常工作的功率为:P=1W/dm2×110dm2=110W,………①;正常工作时的电流:
I=P/U=110W/220V=0.5A……②;(2)正常工作400s,平面镜吸收的热量:Q吸=cm△t升=0.75×103J/(kg℃)×1.1kg×40℃=3.3×104J,…③;正常工作400s,电热膜产生的热量:Q=W=Pt=110W×400s=4.4×104J,………④;
加热效率:η=( Q吸/ Q)×100%=×100%=75%……⑤;(3)电热膜的电阻为R0=U2/P=(220V)2/110W=440Ω,……⑥
当R的阻值最大时,通过电热膜的电流最小,此时电热膜的功率最小,应为110W×25%=27.5W;………⑦
此时通过它的电流:I小=0.25A……⑧,电路中的总电阻为R总=U/I小=220V/0.25A=880Ω,变阻器的最大阻值为R=R总-R0=880Ω-440Ω=440Ω。
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