Question

（2011?鄂爾多斯）為了在相對穩定的溫度環境下培養菌種，某興趣學習小組設計了如圖所示的恒溫箱．他們將一段電熱絲R接入電源電壓為36V的電路中，測得其實際功率為27W，（電熱絲阻值不隨溫度變化）．
請你解答下列問題：
（1）電熱絲是利用電流的

熱

效應來工作的．
（2）通過電熱絲R的電流是多大？
（3）電熱絲R通電5min產生多少熱量？
（4）為保證菌種的培養，箱內發熱功率應為12W，在不改變電源電壓和原電熱絲的情況下，需在箱內串聯一段多大阻值的電熱絲（用R'表示）？

Answer 1

分析：（1）電熱絲是利用電流的熱效應工作的，把電能轉化為內能；
（2）根據P=UI變形后計算電流I的數值；
（3）根據Q=W=Pt求出電熱絲R通電5min產生的熱量；
（4）根據歐姆定律求出電熱絲的電阻，根據I=

P R

求出此時電路中的電流，根據歐姆定律求出電路的總電阻，再利用電阻的串聯求出串聯電阻絲電阻的大�。�

解答：解：（1）電熱絲是利用電流的熱效應工作的；
（2）由P=UI得：
通過電熱絲R的電流I=

P

U

=

27W

36V

=0.75A；
（3）電熱絲R通電5min產生的熱量：
Q=W=Pt=27W×5×60s=8100J；
（4）電熱絲的電阻：
R_絲=

U

I

=

36V

0.75A

=48Ω，
箱內發熱功率為12W時，根據P=I²R可得：
電路中的電流I=

P實 R絲

=

12W 48Ω

=0.5A，
電阻兩端的總電阻R_總=

U

I

=

36V

0.5A

=72Ω，
串聯電阻的阻值R′=R_總-R_絲=72Ω-48Ω=24Ω．
答：（1）熱；
（2）通過電熱絲R的電流是0.75A；
（3）電熱絲R通電5min產生8100J的熱量；
（4）為保證菌種的培養，箱內發熱功率應為12W，在不改變電源電壓和原電熱絲的情況下，需在箱內串聯一段24Ω阻值的電熱絲．

點評：本題考查了電功率公式、電功公式、歐姆定律和電阻串聯特點的靈活應用．注意要用不同上標表示不同的物理量，本題的計算過程不唯一，可用多種方法計算．