(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 | 110 dm2 |
镜子质量 | 1.1 kg |
额定电压 | 220 V |
额定功率 | 1 W/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400 s使平面镜的平均温度升高了40 ℃,求电热膜给平面镜的加热效率.[玻璃的比热容为0.75×103 J/(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.

(1)防雾镜的功率
P=1W/dm2×110 dm2=110 W.
防
雾镜正常工作时的电流
I=P/U=110 W/220 V=0.5 A.
(2)平面镜吸热Q吸=cm镜(t-t0)=0.75×103 J/(kg·℃)×1.1 kg×[40 ℃-(-10 ℃)]=4.125×104 J.
防雾镜消耗的电能
W=Pt=110 W×400 s=4.4×104 J.
防雾镜的效率
η=Q吸/W=4.125×104 J/(4.4×104 J)=93.75%.
(3)电热膜的电阻为R0=U2/P=(220 V)2/110 W=440 Ω,
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
110 W×25%=27.5 W;
此时通过它的电流:I小=
=
=0.25 A,电路中的总电阻为R总=U/I小=220 V/0.25 A=880 Ω,
变阻器的最大阻值为
R=R总-R0=880 Ω-440 Ω=440 Ω.