某中学物理兴趣小组的同学，设计了一台如图所示的恒温 - 已解决

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

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，箱内供热功率为400W（设电能全部转化为内能）

（1）若电热丝的电阻R为100Ω，实际电功率为多少？

（2）为了使电热丝供热达到要求，在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下，兴趣小组的同学在箱外串联了一个发热电阻，这个电阻的阻值多大？

（3）如果电源电压不变，为了达到供热要求你认为还可以怎样安装一个发热电阻？阻值多大？对比（2）中兴趣小组同学的改装，你的改装有什么主要优点？

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4个回答

解题思路：（1）由电功率公式P=

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=

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=

(220V)2

100Ω=484W；

（2）当实际功率为400W时，由P=

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_串=[U′/I]=[20V/2A]=10Ω；

（3）由P=

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=

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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