Question

20．培養(yǎng)菌種需要在相對穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進(jìn)行，如圖所示是呦呦同學(xué)所在的研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計的恒溫箱．他們將一段電熱絲R接入電源電壓為36V的電路中，測得其實際功率為18W（電熱絲阻值不隨溫度變化），通過電熱絲R的電流為0.5A．為保證菌種的培養(yǎng)，箱內(nèi)發(fā)熱功率應(yīng)為12W，在不改變電源電壓和原電熱絲的情況下，可以串聯(lián)一個36歐姆的電熱絲．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，電路為電熱絲的簡單電路，根據(jù)P=UI求出通過電熱絲R的電流；
（2）電源的電壓不變，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出箱內(nèi)發(fā)熱功率為12W時的總電阻，然后判斷電阻的連接為串聯(lián)，再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出串聯(lián)電阻的阻值．

解答 解：（1）由圖可知，電路為電熱絲的簡單電路，
由P=UI可得，通過電熱絲R的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{18W}{36V}$=0.5A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可知，電熱絲的電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{36V}{0.5A}$=72Ω；
電源的電壓不變，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，箱內(nèi)發(fā)熱功率為12W時電路的總電阻：
R_總=$\frac{{U}^{2}}{P′}$=$\frac{（36V）^{2}}{12W}$=108Ω，
因R_總＞R，
所以，應(yīng)在箱內(nèi)串聯(lián)一個電阻，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，箱內(nèi)串聯(lián)電阻的阻值：R_串=R_總-R=108Ω-72Ω=36Ω．
故答案為：0.5；串；36．

點評 本題考查了電功率公式的靈活運用，要注意箱內(nèi)發(fā)熱功率變小時有兩種連接方式，在箱內(nèi)串聯(lián)一個電阻和在箱外串聯(lián)一個電阻，從節(jié)約能源角度考慮在箱內(nèi)串聯(lián)一個電阻最好．