Question

18．某品牌家用电熨斗的电路如图所示，额定电压为220V、最大功率为1100W，发热部分由调温电阻R和定值电阻R₀组成，调温电阻R是可变电阻，其最大阻值为66Ω．电阻值均不受温度影响．
（1）定值电阻R₀的阻值是多大？
（2）该电熨斗工作时的最小功率多大？此时R₀通电一分钟产生多少热量？
（3）假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如下表所示，请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围．

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

Answer 1

分析 （1）当调温电阻R=0Ω时电熨斗的电功率最大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出定值电阻R₀的阻值；
（2）当调温电阻R=66Ω时电熨斗的电功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出通过电路的电流，再根据P=UI求出该电熨斗工作时的最小功率；
根据Q=I²Rt求R₀通电一分钟产生热量；
（3）由表格可知散热功率分别为440W和220W达到的最高温度即可得出电熨斗工作时温度的调节范围．

解答 解：（1）当调温电阻R=0Ω时，电熨斗的电功率最大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω；
（2）当调温电阻R=66Ω时，电熨斗的电功率最小，
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和欧姆定律可得此时通过电路的电流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{220V}{66Ω+44Ω}$=2A，
电熨斗的最小电功率：
P′=UI=220V×2A=440W；
R₀通电一分钟产生热量：
Q=I²Rt=（2A）²×44Ω×1×60s=1.056×10⁴J；
（3）由表格可知：电烫斗每秒钟散发的热量Q跟电烫斗温度t成正比，
所以当电熨斗功率最大为1100W时，温度最高为220℃；
当功率最小为440W时，温度最低为88℃；
故电熨斗工作时温度的调节范围为88℃～220℃．
答：（1）定值电阻R₀的阻值是44Ω；
（2）该电熨斗工作时的最小功率为440W，此时通过电路的电流是2A；R₀通电一分钟产生的热量为1.056×10⁴J；
（3）电熨斗工作时温度的调节范围为88℃～220℃．

点评 本题考查了电功率公式和欧姆定律、电热公式、电阻串联特点的灵活应用，关键是会分析电熨斗的最大和最小电功率，难点是知道每秒钟散发的热量即为散热功率并从表中得出最大和最小电功率时对应的温度．