Question

某同学设计了一台恒温箱，箱内安装一根电热丝．使用恒温箱时，要求电源电压为220伏，每秒钟电热丝应向箱内提供400焦的热量（设电能全部转化为热能）．
（1）他在箱内安装一根电热丝后，利用220伏特的恒压电源供电，测得该电热丝实际电功率为484瓦特．为了使电热丝供热达到要求，在不改变电热丝阻值及电源的电压的条件下，兴趣小组同学在箱外串联了一个电阻，这个电阻阻值多大？
（2）简述：如果说电源电压不变，为达到供热要求你认为还可以怎样改装？对比（1）中兴趣小组同学的改装，你的改装有什么主要优点？

Answer 1

分析：（1）已知电功率，可以由电功率公式P=

U2

R

的变形公式求出电热丝的电阻，由串联电路特点可以求出串联电阻阻值大小．
（2）从充分利用电阻产生的热量、减少能量损耗的角度分析答题．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

，∴电热丝的实际电阻R_实=

U2

P实

=

(220V)2

484W

=100Ω，
要想达到额定功率，电路总电阻R=

U2

P额

=

(220V)2

400W

=121Ω，
则需要串联的电阻阻值R_串=R-R_实=121Ω-100Ω=21Ω；
（2）为了节约能源，避免电能的浪费，可以把串联电阻放在恒温箱内部，
与原来的电热丝一起作为发热电阻使用．
答：（1）串联电阻的阻值是21Ω．
（2）把串联电阻放在恒温箱内部，与电热丝一起作为发热电阻，这样可以避免电能的浪费．

点评：本题是一道基础题，熟练应用电功率的变形公式、串联电路特点即可正确解题．