为了在相对稳定的温度环境下培养菌种,某兴趣学习小组设计了如图所示的恒温箱.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).
请你解答下列问题:
(1)电热丝是利用电流的________效应来工作的.
(2)通过电热丝R的电流是多大?
(3)电热丝R通电5min产生多少热量?
(4)为保证菌种的培养,箱内发热功率应为12W,在不改变电源电压和原电热丝的情况下,需在箱内串联一段多大阻值的电热丝(用R'表示)?
解:(1)电热丝是利用电流的热效应工作的;
(2)由P=UI得:
通过电热丝R的电流I===0.75A;
(3)电热丝R通电5min产生的热量:
Q=W=Pt=27W×5×60s=8100J;
(4)电热丝的电阻:
R丝===48Ω,
箱内发热功率为12W时,根据P=I2R可得:
电路中的电流I===0.5A,
电阻两端的总电阻R总===72Ω,
串联电阻的阻值R′=R总-R丝=72Ω-48Ω=24Ω.
答:(1)热;
(2)通过电热丝R的电流是0.75A;
(3)电热丝R通电5min产生8100J的热量;
(4)为保证菌种的培养,箱内发热功率应为12W,在不改变电源电压和原电热丝的情况下,需在箱内串联一段24Ω阻值的电热丝.
(1)电热丝是利用电流的热效应工作的,把电能转化为内能;
(2)根据P=UI变形后计算电流I的数值;
(3)根据Q=W=Pt求出电热丝R通电5min产生的热量;
(4)根据欧姆定律求出电热丝的电阻,根据I=求出此时电路中的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再利用电阻的串联求出串联电阻丝电阻的大小.
点评:本题考查了电功率公式、电功公式、欧姆定律和电阻串联特点的灵活应用.注意要用不同上标表示不同的物理量,本题的计算过程不唯一,可用多种方法计算.