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某物理兴趣小组设计并制作了一台恒温箱.设计要求箱内安装一根 电热丝,在采用220V恒定电压供电的情况下,

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/08 09:59:18
某物理兴趣小组设计并制作了一台恒温箱.设计要求箱内安装一根 电热丝,在采用220V恒定电压供电的情况下,
【原题】某物理兴趣小组设计并制作了一台恒温箱.设计要求箱内安装一根电热丝,在采用220V恒定电压供电的情况下,电热丝每秒向箱内提供1000J的热量(设电能全部转化为内能).恒温箱组装好后,经测量发现该电热丝实际每秒供热1210J.(设电热丝的电阻不随温度改变)问:(1)电热丝的阻值是多少?(2)为了使电热丝供热达到设计要求,在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下,应在箱外怎样连接一个电阻元件?(3)所连接的电阻元件的阻值是多少?(1)U=220V,P=1000W,因Q=U^2t/R1,所以R1=U^2t/Q=[(220V)^2×1s]/1210J=40Ω;【注:U^2表示电压的平方】(2)串联一个电阻【因实际电功率太大,应减小电功率,根据P=U^2/R可知:在电压U不变的情况下,增大电阻R就可以减小电功率P,故串联一个电阻】;(3)串联的电阻值:因P=U^2/R,功率达到标准时电压为200V,外接电阻值R2:因U:U1=Q:Q1=1210J:1000J所以U:U1=11:10,因此U1:U2=10:1,总电压:U=220V,所以:U1=200V,U2=20V又因  I=U/R且如图R1、R2串联,则:R2:R1=U2:U1,即:R2:40Ω=20V:200V,解得:R2=4Ω
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