Question

某科学兴趣小组为了探索一项使植物幼苗在寒冷季节快速生长的技术，制作了一只恒温箱，箱内需要安装一个电发热体，按设计要求，该电发热体使用36V电源，每秒向箱内提供320J热（设电能全部转化为热能）．
（1）现有四种直径为0.5mm的金属丝材料，有关数据如下：

材料	熔点	熔断电流	发热时氧化情况比较	价格比较
铜丝	1083℃	＞20A	容易	较低
钨丝	3410℃	＞20A	容易	较高
镍铬合金丝	1100℃左右	＞20A	不易	一般
铅锑合金丝	200℃左右	＞5A	一般	一般

试分析选取择哪一种材料绕制发热体较合适？并说明理由．
（2）计算出所用材料的电阻值．

Answer 1

解：（1）铜丝容易氧化，钨丝容易氧化且价格较高，铅锑合金熔点低且熔断电流低，这三种材料都或多或少的存在不足，所以应选取镍铬合金丝做发热体．因为镍铬合金丝的熔点高、熔断电流大、不容易氧化且价格相对较低，所以用它制作发热体比较合适．
（2）因为电能全部转化为热能，所以W=Q，
该发热体的电功率：P====320W，
该材料的电阻值：R===4.05Ω．
答：（1）应选取镍铬合金丝做发热体．理由：镍铬合金丝的熔点高、熔断电流大、不容易氧化且价格相对低．
（2）所用材料的电阻值是4.05Ω．
分析：（1）要选取适合制成发热体的材料，就要综合比较这四种材料的熔点、熔断电流、发热时氧化情况和价格高低，看哪种材料在综合方面更好一些；
（2）电学中的四个基本物理量是电流I、电压U、电阻R和电功率P，这四个物理量中只要知道任意两个量，都可以通过公式算出另外两个量．题中已知电压，那么要算电阻值，只要知道电流或电动率就可以算出．
根据题中的已知条件，我们可以通过公式P=算出发热功率即为电功率，这样知道了电功率，我们就可以根据公式R=算出该材料的电阻值．
点评：本题主要考查了学生的分析能力和运用公式进行计算解答的能力，是一道好题．