题目内容

如图甲是一种家用蒸汽电熨斗的实物图.使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室,迅速汽化产生向下的蒸汽.
(1)熨斗处在湿用功能状态时,可以看到熨斗底板蒸气口的周围有大量“白雾”,请你运用所学的知识解释“白雾”是如何形成的?
(2)已知该电熨斗的质量为1.3kg,底板面积为160cm2,若在在熨斗水箱中注入0.3kg的水,将它平放在置于水平桌面的衣服上,求:熨斗对衣服的压强.(g取10N/kg).
(3)图乙是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220V),虚线框内为加热电路.R是阻值为100Ω的定值电阻,R是最大阻值为300Ω可变电阻(调温开关).
求:①该电熨斗熨烫衣服时的功率变化范围.
②假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示,现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服,要求熨斗表面温度为220℃,且保持不变,问应将R的阻值调为多大?
【答案】分析:(1)水蒸气遇冷液化成为小水滴悬浮在空中形成“白气”.
(2)求出电熨斗对衣服的压力F,再根据压强公式求电熨斗对衣服的压强.
(3)①根据串联电路特点、欧姆定律、电功率公式解题;
②根据图象求出电熨斗每秒散失的热量,求出电熨斗的功率;根据功率公式及串联电路特点求出滑动变阻器阻值.
解答:解:(1)电熨斗产生的水蒸气从蒸汽口喷出,遇到外部温度较低的空气,
遇冷放热液化,形成小水珠悬浮在空中,形成“白气”.
(2)电熨斗对衣服的压力F=G=mg=(1.3kg+0.3kg)×10 N/kg=16N.
对衣服的压强p===1000Pa.
(3)①滑动变阻器接入电路中阻值为零时,功率最大为;
滑动变阻器阻值全部接入电路时,功率最小为P'===121W.
功率范围是121W~484W.
②电熨斗与环境温差是220℃-20℃=200℃
由图象可知电熨斗每秒散发的热量是Q=440J;
电熨斗总电阻发热功率P===440W;
电熨斗电阻R总===110Ω.
滑动变阻器阻值R=R总-R=110Ω-100Ω=10Ω.
答:(1)“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠.
(2)熨斗对衣服的压强是1000Pa.
(3)①电熨斗熨烫衣服时的功率变化范围是121W~484W.
②R的阻值是10Ω.
点评:本题考查生活中的物理知识的应用,要学会从实际情景中找出物理模型和采用的物理规律.本题是一道信息给予题,解决此类问题的关键是善于从题目中找到有用的信息,结合相应的计算公式计算,计算过程注意面积单位的换算.
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