Question

10．如图所示是探究小组在科技节上设计的保温箱的简易图，图中L是温度传感器，电阻不计，作用相当于一个开关，当温度高于某一设定值时，传感器发出信号，电源断开，停止加热；当温度低于某一设定值时，传感器发出信号，接通电源加热，从而使箱内的温度保持在一定范围内．将温度传感器L和一段阻值为32Ω的电热丝接入电源电压恒为24V的电路中（假设电热丝阻值不随温度变化）．
（1）保温箱的外壳要选用的材料是热的不良导体（选填“热的不良导体”或“热的良导体”）；
（2）电路工作时，通过电热丝的电流是0.75A；电热丝工作1min消耗电能1080J，电能转化为内能；
（3）为了保证某种菌种的培养，保温箱的发热功率需调整为12W，在不改变电源电压和原电热丝的情况下，应在箱内串（选填“串”或“并”）联一段阻值为16Ω的电热丝．

Answer 1

分析 （1）保温箱的外壳材料应采用热的不良导体制作．
（2）由欧姆定律可以求出电流，由电功公式可以求出消耗的电能，电热丝工作时将电能转化为内能．
（3）由电功率的变形公式求出电路总电阻，然后分析答题．

解答 解：（1）为了保温，保温箱的外壳要选用的材料是热的不良导体．
（2）电路工作时的电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{24V}{32Ω}$=0.75A，
电热丝工作t=1min=60s消耗的电能：W=UIt=24V×0.75A×60s=1080J；
电热丝工作时将电能转化为内能．
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路总电阻：R_总=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（{24V）}^{2}}{12W}$=48Ω＞R=32Ω，
因此电路中需要串联一个阻值为48Ω-32Ω=16Ω的电阻；
故答案为：（1）热的不良导体；（2）0.75；1080；内能；（3）串；16．

点评 本题考查了求电流、电功、电阻问题，分析清楚电路结构、应用欧姆定律、串联电路特点、电功率公式即可正确解题．