Question

培养菌种需要在恒温下进行．如图所示为探究小组设计的恒温箱的简易图．他们将一段阻值为720Ω的电热丝接入电源电压为36V的电路中（假设电热丝阻值不随温度变化），请解答下列问题：

（1）电路工作时通过电热丝的电流是多少安？
（2）电热丝工作1h所消耗的电能是多少焦耳？
（3）为了保证某种菌种的培养，恒温箱的发热功率应调整为12W．在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一个阻值为多大的电热丝？

Answer 1

已知：R=720Ω  U=36V  t=1h=3600s  P_总=12W，求：（1）I=？（2）W=？（3）R_串=？
解：（1）电路工作时通过电热丝的电流是I==0.05A；
（2）∵P=UI，∴电热丝工作1h所消耗的电能是W=Pt=UIt=36V×0.05A×3600s=6480J；
（3）∵P=，∴调整后电路的总电阻为R_总===108Ω
∴需要串联的电阻为R_串=R_总﹣R=108Ω﹣72Ω=36Ω．
答：（1）电路工作时通过电热丝的电流是0.05A；
（2）电热丝工作1h所消耗的电能是6480J；
（3）需要串联的电阻为36Ω．

（1）欲求电流的大小，在已知电压和电阻的情况下，根据欧姆定律直接计算即可；（2）欲求电能，在已知电压、电流和时间的情况下直接利用电功的公式计算即可，但注意的是时间的单位要化成秒；（3）利用调整后的电功率计算电路中的总电阻，然后再减去已经连入电路中的电阻，即是需要串联的电阻大小。