Question

10．如圖所示是探究小組在科技節(jié)上設(shè)計(jì)的保溫箱的簡(jiǎn)易圖，圖中L是溫度傳感器，電阻不計(jì)，作用相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，當(dāng)溫度高于某一設(shè)定值時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)，電源斷開，停止加熱；當(dāng)溫度低于某一設(shè)定值時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)，接通電源加熱，從而使箱內(nèi)的溫度保持在一定范圍內(nèi)．將溫度傳感器L和一段阻值為32Ω的電熱絲接入電源電壓恒為24V的電路中（假設(shè)電熱絲阻值不隨溫度變化）．
（1）保溫箱的外殼要選用的材料是熱的不良導(dǎo)體（選填“熱的不良導(dǎo)體”或“熱的良導(dǎo)體”）；
（2）電路工作時(shí)，通過電熱絲的電流是0.75A；電熱絲工作1min消耗電能1080J，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）為了保證某種菌種的培養(yǎng)，保溫箱的發(fā)熱功率需調(diào)整為12W，在不改變電源電壓和原電熱絲的情況下，應(yīng)在箱內(nèi)串（選填“串”或“并”）聯(lián)一段阻值為16Ω的電熱絲．

Answer 1

分析 （1）保溫箱的外殼材料應(yīng)采用熱的不良導(dǎo)體制作．
（2）由歐姆定律可以求出電流，由電功公式可以求出消耗的電能，電熱絲工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（3）由電功率的變形公式求出電路總電阻，然后分析答題．

解答 解：（1）為了保溫，保溫箱的外殼要選用的材料是熱的不良導(dǎo)體．
（2）電路工作時(shí)的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{24V}{32Ω}$=0.75A，
電熱絲工作t=1min=60s消耗的電能：W=UIt=24V×0.75A×60s=1080J；
電熱絲工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路總電阻：R_總=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（{24V）}^{2}}{12W}$=48Ω＞R=32Ω，
因此電路中需要串聯(lián)一個(gè)阻值為48Ω-32Ω=16Ω的電阻；
故答案為：（1）熱的不良導(dǎo)體；（2）0.75；1080；內(nèi)能；（3）串；16．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電流、電功、電阻問題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用歐姆定律、串聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率公式即可正確解題．