培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行.如图是某研究性学习小组的同学设计的恒温箱.他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中,测得其实际功率为27W(电热丝阻值不

发布时间:2020-08-11 03:11:19

培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行.如图是某研究性学习小组的同学设计的恒温箱.他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中,测得其实际功率为27W(电热丝阻值不随温度变化).为保证菌种的培养,箱内发热功率必须保证为l2W.在不改变电源电压和原电热丝阻值的情况下,求:
(1)若在箱内串联电热丝,其阻值为多大?
(2)若在箱外串联电阻,其阻值为多大?
(3)从节约能源角度,通过计算试比较哪种接法更合理.

网友回答

解:根据P=可得,电热丝R的阻值:
R===48Ω;
(1)在箱内串联电热丝R1时,R1与R总发热功率为12W,
电路中的总电阻:
R总===108Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴串联电热丝的电阻:
R1=R总-R=108Ω-48Ω=60Ω;
(2)在箱外串联电热丝R2时,R2与R串联,R发热功率为12W,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据P=I2R可得,电路中的电流:
I=IR===0.5A,
根据欧姆定律可得,电路中的总电阻:
R总′===72Ω,
此时串联电阻的阻值:
R2=R总′-R=72Ω-48Ω=24Ω;
(3)第一种情况,在箱内串联电热丝,电路消耗总功率为P1=12W,
第二种情况,在箱外串联电阻,电路消耗总功率为P2=UI=36V×0.5A=18W,
∵P2>P1,
∴第一种接法更节能,更合理.
答:(1)若在箱内串联电热丝,其阻值为60Ω;
(2)若在箱外串联电阻,其阻值为24Ω;
(3)从节约能源角度,第一种接法更合理.
解析分析:知道电热丝R接入电源电压和实际功率,根据P=求出R的阻值;
(1)若在箱内串联电热丝,根据P=求出箱内发热功率为12W时电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出串联电热丝的电阻;
(2)若在箱外串联电阻,根据P=I2R求出箱内发热功率为12W时电路中的电流,利用欧姆定律求出总电阻,再根据电阻的串联求出串联电热丝的电阻;
(3)在箱内串联电热丝时电路消耗总功率为12W,根据P=UI求出在箱外串联电阻时电路消耗的总功率,比较两者的大小即可判断哪种接法更合理.

点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,分清12W是电路的总功率还是电热丝R消耗的电功率以及电功率公式的灵活选取是关键.
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