(2014•衡阳)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

(2014•衡阳)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.
anglewish 1年前 已收到1个回答 举报

缺乏神眷恋 幼苗

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解题思路:(1)先根据题意求出防雾镜正常工作时的电功率,再根据I=PU求出防雾镜正常工作时的电流.(2)根据Q=cm△t求出平面镜吸收的热量,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=U2P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.

(1)防雾镜正常工作的功率为:
P=1W/dm2×110dm2=110W,
正常工作时的电流:
I=[P/U]=[110W/220V]=0.5A.
(2)正常工作400s,平面镜吸收的热量:
Q=cm△t=0.75×103J/(kg•℃)×1.1kg×40℃=3.3×104J,
正常工作400s,电热膜产生的热量:
Q=W=Pt=110W×400s=4.4×104J,
加热效率:
η=
Q吸
Q×100%=
3.3×104J
4.4×104J×100%=75%.
(3)电热膜的电阻为R0=
U2
P=
(220V)2
110W=440Ω,
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;
此时通过它的电流:
I=

P最小
R0=

27.5W
440Ω=0.25A,
电路中的总电阻为R=[U
I小=
220V/0.25A]=880Ω,
变阻器的最大阻值为R=R-R0=880Ω-440Ω=440Ω.
答:(1)防雾镜正常工作时的电流约为0.5A;
(2)电热膜给平面镜的加热效率为75%;
(3)R的最大阻值为440Ω.

点评:
本题考点: 电功率与电压、电流的关系;电功与热量的综合计算.

考点点评: 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.

1年前

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