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。右表是该防雾镜的相关数据。
(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2分钟,可以使平面镜的平均温度升高到30℃。求电热膜给平面镜的加热效率;[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及,能使电热膜的功率在原功率的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。
| 面积大小 | 50cmX80cm |
| 总重量 | 2kg |
| 玻璃重量 | 1kg |
| 额定电压 | 220V/50Hz |
| 额定功率 | 10W/dm2 |
| 电热膜厚度 | 0.4mm |
(1)防雾镜正常工作的功率为P=10W/dm2×8×5dm2=400W………………………(1分)
正常工作时的电流为I=
=
=1.82A…………………………………………(1分)
评分说明:功率计算包含在综合式中也可得分
(2)正常工作2分钟,平面镜吸收的热量为Q吸=cmΔt升=0.75×103J/(kg·℃)×1kg×40℃=3×104J……………………………………………………………………………(1分)
正常工作2分钟,电热膜产生的热量为
Q=W=Pt=400W×120s=4.8×104 J…………………………(1分)
加热效率为η=
=
=62.5%…………………………………(1分)
(3)电热膜的电阻为R0=
=
=121Ω……………………………(0.5分)
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×25%=100W……………(0.5分)
此时通过它的电流为
I2=
,I=
…………………………………………………………………(1分)
电路中的总电阻为R总=
=242Ω……………………(0.5分)
变阻器的最大阻值为R=R总- R0=242Ω-121Ω=121Ω
| 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.