如图甲所示是某品牌家用电熨斗，其质量为1.2kg，平放时与桌面的接触面积为120cm2，图乙是这种家用电熨斗的原理电路图（额定电压为220V）．定值电阻R0=110Ω，R是可变电阻（调温开关），其

Question

如图甲所示是某品牌家用电熨斗，其质量为1.2kg，平放时与桌面的接触面积为120cm²，图乙是这种家用电熨斗的原理电路图（额定电压为220V）．定值电阻R₀=110Ω，R是可变电阻（调温开关），其最大电阻为192.5Ω，且电阻值均不受温度影响．（g=10N/Kg）求：
（1）电熨斗平放在水平桌面时对桌面的压强是___Pa；
（2）该电熨斗工作时的最小总功率是___W；
（3）假设电熨斗每秒钟散发的总的热量Q跟电熨斗底部表面温度的关系如图丙所示，现在使用该电熨斗来熨烫毛料西服，熨斗底部表面温度的调节范围是___℃-___℃．
（4）用熨斗前先预热，经过4min使金属底板的温度从20℃升高到220℃，温控开关自动断开．已知金属底板的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×10³J/（kg．℃）．则电熨斗预热过程中加热效率是多少？

Answer 1

（1）电熨斗对水平桌面的压强：
p=(F)/(S)=(G)/(S)=(mg)/(S)=(1.2kg×10N/kg)/(120×10-4m2)=1000Pa；
（2）滑动变阻器阻值全部接入电路时，电熨斗功率最小，
P_最小=(U2)/(R0+R最大)=((220V)2)/(110Ω+192.5Ω)=160W；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值为零时，
电熨斗功率最大，P_最大=(U2)/(R0)=((220V)2)/(110Ω)=440W，
电熨斗工作时的功率变化范围是160W～440W，
每秒钟产生的热量Q=W=Pt，
电熨斗工作时每秒钟的放出热量范围160J～440J，
由图丙所示可知，电熨斗底部表面温度的调节范围是80℃～240℃；
（4）电熨斗消耗的电能：W=Pt=440W×60s×4=1.056×10⁵J，
电熨斗底板吸收的热量：
Q_吸=cm△t=0.46×10³J/（㎏•℃）×1kg×（220℃-20℃）=9.2×10⁴J，
电熨斗的效率：η=(Q吸)/(W)×100%=(9.2×104J)/(1.056×105J)×100%≈87.12%；
故答案为：（1）1000；（2）160；（3）80；240；（4）电熨斗预热过程中加热效率是87.12%．