Question

為研究某種植物在恒溫下生長的規律，某中學物理興趣小組的同學，設計制作了一臺如圖所示的恒溫箱．箱內安裝了一根電熱絲，按實際需要，電熱絲每秒應向箱內提供539J的熱量(設電能全部轉化為內能)．經選用合適的材料制成后，用220V的恒壓電源供電，則得該電熱絲每秒實際供熱1100J．為使電熱絲供熱達到設計要求，在不改變電熱絲阻值及電源電壓的條件下，應在箱外怎樣連接一個電阻元件？并通過計算確定這個電阻元件的阻值．

Answer 1

答案：略
解析：

解：要使電路改裝后達到設計要求，即減小電熱絲的電功率，由知，應在箱外電路中串聯一個電阻．由得， 電熱絲電阻：． 串聯電阻后電熱絲兩端的電壓：． 串聯電阻兩端的電壓：．由于R與串聯，則有，． 　　由于電熱絲電阻R一定，根據公式可知，只有通過減小電熱絲的電流，來減小電熱絲的發熱功率P．又因為電源電壓U一定，由可知，增大電路中的總電阻來減小電路中的電流，所以需在恒溫箱外串聯一個電阻．已知發熱功率P，電路電壓U和通電時間t，由可得電熱絲電阻．根據恒溫箱所需功率可求得應加在電熱絲兩端電壓，再根據串聯電路中電壓與電阻的關系求得兩端電壓和的阻值．