Question

（2013?沈陽）培養(yǎng)菌種需要在恒溫下進(jìn)行．如圖所示為探究小組設(shè)計(jì)的恒溫箱的簡(jiǎn)易圖．他們將一段阻值為72Ω的電熱絲接入電源電壓為36V的電路中（假設(shè)電熱絲阻值不隨溫度變化），請(qǐng)解答下列問題：
（1）電路工作時(shí)通過電熱絲的電流是多少安？
（2）電熱絲工作1h所消耗的電能是多少焦耳？
（3）為了保證某種菌種的培養(yǎng)，恒溫箱的發(fā)熱功率應(yīng)調(diào)整為12W．在不改變電源電壓和原電熱絲的情況下，需在箱內(nèi)串聯(lián)一個(gè)阻值為多大的電熱絲？

Answer 1

分析：（1）已知電源電壓和電熱絲阻值，利用歐姆定律得到電路電流；
（2）已知電熱絲兩端電壓和通過的電流，可以得到其功率；已知功率和工作時(shí)間，利用W=Pt計(jì)算消耗的電能；
（3）已知調(diào)整后的功率和電源電壓，利用公式R=

U2

P

得到電路總電阻；已知電路總電阻和電熱絲的電阻，可以得到串聯(lián)電阻阻值．

解答：已知：R=72Ω  U=36V  t=1h=3600s  P_總=12W
求：（1）I=？（2）W=？（3）R_串=？
解：
（1）電路工作時(shí)通過電熱絲的電流是I=

U

R

=

36V

72Ω

=0.5A；
（2）∵P=

W

t

=UI
∴電熱絲工作1h所消耗的電能是W=Pt=UIt=36V×0.5A×3600s=64800J；
（3）∵P=

U2

R

∴調(diào)整后電路的總電阻為R_總=

U2

P總

=

(36V)2

12W

=108Ω
∴需要串聯(lián)的電阻為R_串=R_總-R=108Ω-72Ω=36Ω．
答：（1）電路工作時(shí)通過電熱絲的電流是0.5A；
（2）電熱絲工作1h所消耗的電能是64800J；
（3）需要串聯(lián)的電阻為36Ω．

點(diǎn)評(píng)：此題考查的是歐姆定律、電功率和串聯(lián)電路特點(diǎn)的應(yīng)用，正確判斷電路連接關(guān)系及特點(diǎn)、熟悉基本公式，根據(jù)需要靈活選擇或變形，是解決此類問題的關(guān)鍵．