题目内容
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．经测试，在-10℃环境下，正常工作2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃．下表是该防雾镜的相关数据．| 总重量 | 2kg |
| 玻璃重量 | 1kg |
| 额定电压 | 220V/50Hz |
| 额定功率 | 400W |
| 电热膜厚度 | 0.4mm |
（2）求电热膜给平面镜的加热效率；
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使整个电路的总功率在防雾镜额定功率的50%～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．
分析：（1）根据Q=cm△t求出平面镜吸收的热量；
（2）根据Q=W=Pt求出电热膜产生的热量，利用效率公式求出电热膜给平面镜的加热效率；
（3）由电路图可知，电热膜与滑动变阻器串联，根据欧姆定律可知当滑动变阻器接入电路电阻最大时，电路中电流最小，根据P=I2R可知此时电热膜的电功率最小；根据R=
求出电热膜的电阻，由题意得出电热膜的最小电功率，根据P=I2R的变形式得出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，最后根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值．
（2）根据Q=W=Pt求出电热膜产生的热量，利用效率公式求出电热膜给平面镜的加热效率；
（3）由电路图可知，电热膜与滑动变阻器串联，根据欧姆定律可知当滑动变阻器接入电路电阻最大时，电路中电流最小，根据P=I2R可知此时电热膜的电功率最小；根据R=
| U2 |
| R |
解答：解：（1）正常工作2分钟，防雾镜吸收的热量：
Q吸=cm△t=0.75×103J/（kg?℃）×1kg×[30℃-（-10℃）]=3×104J；
（2）正常工作2分钟，电热膜产生的热量：
Q=W=Pt=400W×120s=4.8×104J，
加热效率：η=
×100%=
×100%=62.5%．
（3）电热膜的电阻为R0=
=
=121Ω，
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400W×50%=200W；
此时通过它的电流：
I最小=
=
=
A，
电路中的总电阻为R总=
=
≈171Ω，
变阻器的最大阻值为R=R总-R0=171Ω-121Ω=50Ω．
答：（1）防雾镜正常工作2分钟，防雾镜吸收的热量为3×104J；
（2）电热膜给平面镜的加热效率为62.5%；
（3）R的最大阻值为50Ω．
Q吸=cm△t=0.75×103J/（kg?℃）×1kg×[30℃-（-10℃）]=3×104J；
（2）正常工作2分钟，电热膜产生的热量：
Q=W=Pt=400W×120s=4.8×104J，
加热效率：η=
| Q吸 |
| Q |
| 3×104J |
| 4.8×104J |
（3）电热膜的电阻为R0=
| U2 |
| P |
| (220V)2 |
| 400W |
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400W×50%=200W；
此时通过它的电流：
I最小=
|
|
| 10 |
| 11 |
| 2 |
电路中的总电阻为R总=
| U |
| I最小 |
| 220V | ||||
|
变阻器的最大阻值为R=R总-R0=171Ω-121Ω=50Ω．
答：（1）防雾镜正常工作2分钟，防雾镜吸收的热量为3×104J；
（2）电热膜给平面镜的加热效率为62.5%；
（3）R的最大阻值为50Ω．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、热量的计算、效率公式的应用，关键是公式及其变形式的灵活运用，难点是滑动变阻器最大阻值时电热膜电功率的判断．
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（2012?黄冈模拟）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．表是该防雾镜的相关数据．
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．经测试，在-10℃环境下，正常工作2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃．下表是该防雾镜的相关数据．
（1）求防雾镜正常工作2分钟，防雾镜吸收的热量；[玻璃的比热容为0.75×103J/]
（2）求电热膜给平面镜的加热效率；
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使整个电路的总功率在防雾镜额定功率的50%～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．
| 总重量 | 2kg |
| 玻璃重量 | 1kg |
| 额定电压 | 220V/50Hz |
| 额定功率 | 400W |
| 电热膜厚度 | 0.4mm |
（2）求电热膜给平面镜的加热效率；
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使整个电路的总功率在防雾镜额定功率的50%～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．
