Question

為研究某種植物在恒溫下生長(zhǎng)的規(guī)律，某中學(xué)物理興趣小組的同學(xué)，設(shè)計(jì)制作了一臺(tái)如圖所示的恒溫箱．箱內(nèi)安裝了一根電熱絲，按實(shí)際需要，電熱絲每秒應(yīng)向箱內(nèi)提供539J的熱量(設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)．經(jīng)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(shí)際供熱1100J．為使電熱絲供熱達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在不改變電熱絲阻值及電源電壓的條件下，應(yīng)在箱外怎樣連接一個(gè)電阻元件？并通過計(jì)算確定這個(gè)電阻元件的阻值．

Answer 1

答案：略
解析：

解：要使電路改裝后達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即減小電熱絲的電功率，由知，應(yīng)在箱外電路中串聯(lián)一個(gè)電阻．由得， 電熱絲電阻：． 串聯(lián)電阻后電熱絲兩端的電壓：． 串聯(lián)電阻兩端的電壓：．由于R與串聯(lián)，則有，． 　　由于電熱絲電阻R一定，根據(jù)公式可知，只有通過減小電熱絲的電流，來減小電熱絲的發(fā)熱功率P．又因?yàn)殡娫措妷?/FONT>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(lián)一個(gè)電阻．已知發(fā)熱功率P，電路電壓U和通電時(shí)間t，由可得電熱絲電阻．根據(jù)恒溫箱所需功率可求得應(yīng)加在電熱絲兩端電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻的關(guān)系求得兩端電壓和的阻值．