某中学物理兴趣小组的同学,设计了一台如图所示的恒温箱,箱内安装一根电热丝.若电源电压为220V,要求使用恒温箱时,箱内供

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  • 解题思路:(1)由电功率公式P=

    U

    2

    R

    可求出恒温箱的实际功率;

    (2)已知电功率,可以由电功率公式P=

    U

    2

    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.

    (3)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.

    (1)实际电功率:P=

    U2

    R=

    (220V)2

    100Ω=484W;

    (2)当实际功率为400W时,由P=

    U2

    R可得,U=

    PR=

    400W×100Ω=200V;

    则电路中的电流:I=[P/U]=[400W/200V]=2A;

    因此,串联电阻两端电压:U'=220-200=20V,则需要串联的电阻阻值R=[U′/I]=[20V/2A]=10Ω;

    (3)由P=

    U2

    R可得,在220V的电压下工作,要想达到额定功率,电路总电阻R=

    U2

    P额=

    (220V)2

    400W=121Ω;

    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)实际功率为484W;

    (2)在箱外串联一个10Ω的电阻;

    (3)串联电阻的阻值是21Ω;

    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:

    本题考点: 实际功率;欧姆定律的应用.

    考点点评: 本题考查电功率计算公式的应用,熟练应用电功率的变形公式、串联电路特点即可正确解题.

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