某科學(xué)興趣小組為了探索一項使植物幼苗在寒冷季節(jié)快速生長的技術(shù)，制作了一只恒溫箱，箱內(nèi)需要安裝一個電發(fā)熱體，按設(shè)計要求，該電發(fā)熱體使用36V電源，每秒向箱內(nèi)提供320J熱（設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為熱能）．
（1）現(xiàn)有四種直徑為0.5mm的金屬絲材料，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
材料 熔點(diǎn) 熔斷電流 發(fā)熱時氧化情況比較 價格比較
銅絲 1083℃ ＞20A 容易 較低
鎢絲 3410℃ ＞20A 容易 較高
鎳鉻合金絲 1100℃左右 ＞20A 不易 一般
鉛銻合金絲 200℃左右 ＞5A 一般 一般
試分析選取擇哪一種材料繞制發(fā)熱體較合適？并說明理由．
（2）計算出所用材料的電阻值．
分析：（1）要選取適合制成發(fā)熱體的材料，就要綜合比較這四種材料的熔點(diǎn)、熔斷電流、發(fā)熱時氧化情況和價格高低，看哪種材料在綜合方面更好一些；
（2）電學(xué)中的四個基本物理量是電流I、電壓U、電阻R和電功率P，這四個物理量中只要知道任意兩個量，都可以通過公式算出另外兩個量．題中已知電壓，那么要算電阻值，只要知道電流或電動率就可以算出．
   根據(jù)題中的已知條件，我們可以通過公式P=
Q
t
算出發(fā)熱功率即為電功率，這樣知道了電功率，我們就可以根據(jù)公式R=
U2
P
算出該材料的電阻值．
解答：解：（1）銅絲容易氧化，鎢絲容易氧化且價格較高，鉛銻合金熔點(diǎn)低且熔斷電流低，這三種材料都或多或少的存在不足，所以應(yīng)選取鎳鉻合金絲做發(fā)熱體．因為鎳鉻合金絲的熔點(diǎn)高、熔斷電流大、不容易氧化且價格相對較低，所以用它制作發(fā)熱體比較合適．
（2）因為電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以W=Q，
該發(fā)熱體的電功率：P=
W
t
=
Q
t
=
320J
1S
=320W，
該材料的電阻值：R=
U2
P
=
(36V)2
320W
=4.05Ω．
答：（1）應(yīng)選取鎳鉻合金絲做發(fā)熱體．理由：鎳鉻合金絲的熔點(diǎn)高、熔斷電流大、不容易氧化且價格相對低．
（2）所用材料的電阻值是4.05Ω．
點(diǎn)評：本題主要考查了學(xué)生的分析能力和運(yùn)用公式進(jìn)行計算解答的能力，是一道好題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：

某物理興趣小組為了自制一臺電子秤，進(jìn)行了下列探究活動：
（1）研究彈簧的特性．他們做了如圖a的實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了彈簧伸長；與拉力F的關(guān)系圖象如圖b所示．
精英家教網(wǎng)
精英家教網(wǎng)（2）設(shè)計方案；設(shè)計的原理圖如圖c所示，利用量程為3V的電壓表的示數(shù)來指示物體的質(zhì)量（電壓表刻度盤如圖），彈簧（即圖a中使用的彈簧）的上端與變阻器的滑片和托盤連接（托盤與彈簧的質(zhì)量均不計），OA間有可收縮的導(dǎo)線，當(dāng)盤中沒有放物體時電壓表示數(shù)為零．
（3）分析與計算．已知滑動變阻器總電阻R=12Ω，總長度12cm，電源電壓恒為6V，定值電阻R0=10Ω（不計摩擦，彈簧始終在彈性限度內(nèi)；g=10N/kg）．求：
①當(dāng)物體的質(zhì)量為100克時．電壓表的示數(shù)是多少？
②該電子秤能測量的最大質(zhì)量是多大？
③改裝好的電子秤刻度與原來電壓表表頭的刻度有何不同？

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科目：初中物理 來源：2013屆江蘇省南京市白下區(qū)中考二模物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

某科學(xué)興趣小組為了探究導(dǎo)電液體在體積相同時，其電阻與長度的關(guān)系。同學(xué)們選取一段可拉伸的乳膠管（乳膠管是絕緣體），灌滿某種導(dǎo)電液體，兩端用金屬塞堵住管口，形成一段長為10cm的封閉液柱。選擇合適的電壓表、電流表、滑動變阻器、電源等器材連接如圖所示電路，電源電壓保持12V不變。

（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處在    端（選填“A”或“B”）。

實驗次數(shù)
1
2
3
4
液柱長度L/cm
10
15
20
25
液柱電阻R/Ω
300
670
1204
1870
（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為9V時，記錄第1次電流表示數(shù)并計算出液柱的電阻。將乳膠管均勻拉長，重復(fù)上述實驗，數(shù)據(jù)記錄如右表。實驗中第1次電流表的示數(shù)應(yīng)是                    安。
（3）查閱資料得知：當(dāng)材料和橫截面積一定時，導(dǎo)體的電阻與其長度成正比。但是通過多次實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液柱長度變?yōu)樵瓉?倍時，其電阻大大超過原來的2倍。請對此作出合理的解釋：                                               。

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科目：初中物理 來源：2012-2013學(xué)年江蘇省南京市白下區(qū)中考二模物理試卷（解析版） 題型：實驗題

某科學(xué)興趣小組為了探究導(dǎo)電液體在體積相同時，其電阻與長度的關(guān)系。同學(xué)們選取一段可拉伸的乳膠管（乳膠管是絕緣體），灌滿某種導(dǎo)電液體，兩端用金屬塞堵住管口，形成一段長為10cm的封閉液柱。選擇合適的電壓表、電流表、滑動變阻器、電源等器材連接如圖所示電路，電源電壓保持12V不變。

（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處在    端（選填“A”或“B”）。

實驗次數(shù)

1

2

3

4

液柱長度L/cm

10

15

20

25

液柱電阻R/Ω

300

670

1204

1870

（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為9V時，記錄第1次電流表示數(shù)并計算出液柱的電阻。將乳膠管均勻拉長，重復(fù)上述實驗，數(shù)據(jù)記錄如右表。實驗中第1次電流表的示數(shù)應(yīng)是                    安。

（3）查閱資料得知：當(dāng)材料和橫截面積一定時，導(dǎo)體的電阻與其長度成正比。但是通過多次實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液柱長度變?yōu)樵瓉?倍時，其電阻大大超過原來的2倍。請對此作出合理的解釋：                                               。

 

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科目：初中物理 來源： 題型：解答題

某科學(xué)興趣小組為了探索一項使植物幼苗在寒冷季節(jié)快速生長的技術(shù)，制作了一只恒溫箱，箱內(nèi)需要安裝一個電發(fā)熱體，按設(shè)計要求，該電發(fā)熱體使用36V電源，每秒向箱內(nèi)提供320J熱（設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為熱能）．
（1）現(xiàn)有四種直徑為0.5mm的金屬絲材料，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：
材料熔點(diǎn)熔斷電流發(fā)熱時氧化情況比較價格比較
銅絲1083℃＞20A容易較低
鎢絲3410℃＞20A容易較高
鎳鉻合金絲1100℃左右＞20A不易一般
鉛銻合金絲200℃左右＞5A一般一般
試分析選取擇哪一種材料繞制發(fā)熱體較合適？并說明理由．
（2）計算出所用材料的電阻值．

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