Question

3．蘑菇（如圖1）是一種腐生真菌，完全依靠培養(yǎng)料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)生長(zhǎng)發(fā)育．蘑菇可以利用的碳源有葡萄糖、蔗糖、麥芽糖，淀粉、維生素、半纖維素及木質(zhì)素等，必須依靠其他微生物以及蘑菇菌菌絲分泌的酶將它們分解為簡(jiǎn)單的碳水化合物后，才能吸收利用．蘑菇可以利用的氮源有尿素、銨鹽、蛋白胨、氨基酸等，蘑菇生長(zhǎng)還需要一定的磷、鉀、鈣等礦質(zhì)元素及鐵、鉬等微量元素．
因此，配制培養(yǎng)基時(shí)，除了用糞草等主要原料外，還要按照一定的比例加尿素、硫酸銨、過(guò)磷酸鈣等化肥以及石膏、石灰，以滿(mǎn)足蘑菇生長(zhǎng)發(fā)育的需要．培養(yǎng)菌種需要在相對(duì)穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進(jìn)行．如圖2是研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的恒溫箱．他們將一段電熱絲R接入電源電壓為36V的電路中，測(cè)得其實(shí)際功率為27W．（電熱絲阻值不隨溫   度變化）請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：
（1）電熱絲是利用電流的熱效應(yīng)工作的．
（2）通過(guò)電熱絲R的電流為0.75安．
（3）為保證菌種的培養(yǎng)，箱內(nèi)發(fā)熱功率應(yīng)為12W．在不改變電源電壓和原電熱絲的情況下，需在箱內(nèi)串聯(lián)一段多大阻值的電熱絲？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流的熱效應(yīng)分析；
（2）根據(jù)P=UI變形后計(jì)算電流I的數(shù)值；
（3）先根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出實(shí)際功率為27W時(shí)電阻絲R的阻值，再根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出箱內(nèi)發(fā)熱功率應(yīng)為12W時(shí)電路中的電阻，最后根據(jù)電阻的串聯(lián)求出所需串聯(lián)電阻的阻值．

解答 解：（1）電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，所以電熱絲是利用電流的熱效應(yīng)工作的；
（2）由P=UI得：電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{27W}{36V}$=0.75A；
（3）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$得：電阻絲R=$\frac{U}{I}$=$\frac{36V}{0.75A}$=48Ω，
為保證菌種的培養(yǎng)，箱內(nèi)發(fā)熱功率應(yīng)為12W，小于實(shí)際功率27W，則應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：串聯(lián)電阻后電路中的總電阻R_總=$\frac{{U}^{2}}{P'}$=$\frac{（36V）^{2}}{12W}$=108Ω，
串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則：R_串=R_總-R=108Ω-48Ω=60Ω．
故答案為：（1）熱；（2）0.75；（3）需在箱內(nèi)串聯(lián)一段60Ω的電熱絲．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其規(guī)律的靈活運(yùn)用，難度適中．