Question

为研究某种植物在恒温下生长的规律，某中学物理兴趣小组的同学，设计制作了一台如图所示的恒温箱．箱内安装了一根电热丝，按实际需要，电热丝每秒应向箱内提供539J的热量(设电能全部转化为内能)．经选用合适的材料制成后，用220V的恒压电源供电，则得该电热丝每秒实际供热1100J．为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？并通过计算确定这个电阻元件的阻值．

Answer 1

答案：略
解析：

解：要使电路改装后达到设计要求，即减小电热丝的电功率，由知，应在箱外电路中串联一个电阻．由得， 电热丝电阻：． 串联电阻后电热丝两端的电压：． 串联电阻两端的电压：．由于R与串联，则有，． 　　由于电热丝电阻R一定，根据公式可知，只有通过减小电热丝的电流，来减小电热丝的发热功率P．又因为电源电压U一定，由可知，增大电路中的总电阻来减小电路中的电流，所以需在恒温箱外串联一个电阻．已知发热功率P，电路电压U和通电时间t，由可得电热丝电阻．根据恒温箱所需功率可求得应加在电热丝两端电压，再根据串联电路中电压与电阻的关系求得两端电压和的阻值．