某中學(xué)物理興趣小組的同學(xué),設(shè)計了一臺如圖所示的恒溫箱,箱內(nèi)安裝一根電熱絲.若電源電壓為220V,要求使用恒溫箱時,箱內(nèi)供熱功率為400W(設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/b21bb051f81986180fc60a3549ed2e738ad4e6fa.jpg)
(1)若電熱絲的電阻R為100Ω,實際電功率為多少?
(2)為了使電熱絲供熱達到要求,在不改變電熱絲阻值及電源電壓的條件下,興趣小組的同學(xué)在箱外串聯(lián)了一個發(fā)熱電阻,這個電阻的阻值多大?
(3)如果電源電壓不變,為了達到供熱要求你認為還可以怎樣安裝一個發(fā)熱電阻?阻值多大?對比(2)中興趣小組同學(xué)的改裝,你的改裝有什么主要優(yōu)點?
(1)實際電功率:P=
=
=484W;
(2)當(dāng)實際功率為400W時,由P=
可得,U=
=
=200V;
則電路中的電流:I=
=
=2A;
因此,串聯(lián)電阻兩端電壓:U'=220-200=20V,則需要串聯(lián)的電阻阻值R
串=
=
=10Ω;
(3)由P=
可得,在220V的電壓下工作,要想達到額定功率,電路總電阻R=
=
=121Ω;
為了節(jié)約能源,避免電能的浪費,可以把串聯(lián)電阻放在恒溫箱內(nèi)部,與原來的電熱絲一起作為發(fā)熱電阻使用.
答:(1)實際功率為484W;
(2)在箱外串聯(lián)一個10Ω的電阻;
(3)串聯(lián)電阻的阻值是21Ω;
把串聯(lián)電阻放在恒溫箱內(nèi)部,與電熱絲一起作為發(fā)熱電阻,這樣可以避免電能的浪費.