如图甲乙是一种家用电熨斗及其简化电路原理图（额定电压为220V），虚线框内为加热电路，R0是定值电阻，R是可变电阻（调温开关）．该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的

Question

如图甲乙是一种家用电熨斗及其简化电路原理图（额定电压为220V），虚线框内为加热电路，R₀是定值电阻，R是可变电阻（调温开关）．该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W，温度最高时的耗电功率为484W，根据以上信息计算：

（1）R₀的阻值及可变电阻R的阻值变化范围？
（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？

Answer 1

（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电熨斗的电功率最大，
由P=(U2)/(R)可得，R₀的阻值：
R₀=(U2)/(P大)=((220V)2)/(484Ω)=100Ω，
当R的阻值接入电路中的电阻最大时，电熨斗消耗的电功率最小，
此时电路中的总电阻：
R_总=(U2)/(P小)=((220V)2)/(121Ω)=400Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R的最大阻值：R=R_总-R₀=400Ω-100Ω=300Ω，
所以，可变电阻R的阻值变化范围为0～300Ω；
（2）熨斗表面温度为220℃，此时电熨斗表面温度与环境温度之差：
△t=220℃-20℃=200℃，
由图象知，电熨斗每秒钟散发的热量Q=440J，
则散热功率P_散=(Q)/(t)=(440J)/(1s)=440W，
要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P=P_散=440W，
此时电路中的总电阻：
R_总′=(U2)/(P)=((220V)2)/(440W)=110Ω，
则R的阻值：R′=R_总′-R₀=110Ω-100Ω=10Ω．
答：（1）R₀的阻值为100Ω，可变电阻R的阻值变化范围为0～300Ω；
（2）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，应将R的阻值调为10Ω．