分析 (1)电热丝是利用电流的热效应工作的,把电能转化为内能;
(2)知道电源的电压和实际功率,根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出原电热丝阻值;
(3)在不改变电源电压和原电热丝阻值的情况下,在箱内串联一个电阻时,根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出所需串联电阻的阻值;
(4)若在箱外串联电阻,根据P=I2R求出箱内发热功率为12W时电路中的电流,利用欧姆定律求出总电阻,再根据电阻的串联求出串联电热丝的电阻,根据P=UI求出在箱外串联电阻时电路消耗的总功率,比较两者的大小即可判断哪种接法更合理.
解答 解:(1)电热丝是利用电流的热效应工作的;
(2)由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,原电热丝的阻值:
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{(36V)}^{2}}{27W}$=48Ω;
(3)在箱内串联电热丝R1时,R1与R总发热功率为12W,则电路中的总电阻:
R总=$\frac{{U}^{2}}{{P}^{′}}$=$\frac{{(36V)}^{2}}{12W}$=108Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,箱内串联电热丝的阻值:
R1=R总-R=108Ω-48Ω=60Ω;
(4)在箱外串联电热丝R2时,R2与R串联,R发热功率为12W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=I2R可得,电路中的电流:
I=IR=$\sqrt{\frac{{P}_{R}}{R}}$=$\sqrt{\frac{12W}{48Ω}}$=0.5A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,电路中的总电阻:
R总′=$\frac{U}{I}$=$\frac{36V}{0.5A}$=72Ω,
此时串联电阻的阻值:
R2=R总′-R=72Ω-48Ω=24Ω,
在箱内串联电热丝,电路消耗总功率P1=12W,
在箱外串联电阻,电路消耗总功率P2=UI=36V×0.5A=18W,
因P2>P1,
所以,在箱内串联电热丝节约能源.
答:(1)热;
(2)原电热丝阻值是48Ω;
(3)在不改变电源电压和原电热丝阻值的情况下,需在箱内串联一段60Ω的电热丝;
(4)在箱内串联电热丝节约能源.
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,分清12W是电路的总功率还是电热丝R消耗的电功率以及电功率公式的灵活选取是关键.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 热胀冷缩--分子大小随温度的变化而改变 | |
B. | 花香四溢--分子在不停地运动 | |
C. | 食物腐烂--分子发生变化 | |
D. | 酒精挥发--分子不停地运动 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | S1和S2都能经平面镜形成虚像 | |
B. | S1不在平面镜的正前方,不能经平面镜成像 | |
C. | S2距平面镜较远,它经平面镜所成的像较小 | |
D. | S2和M之间有一块挡板,所以S2经平面镜不能成像 |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 一杯冰水的温度约为-10℃ | B. | 一枚鸡蛋的质量约为60g | ||
C. | 一名中学生的体积约为1m3 | D. | 一只铅笔的长度约为1800mm |
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