Question

某科學(xué)興趣小組為了探索一項(xiàng)使植物幼苗在寒冷季節(jié)快速生長(zhǎng)的技術(shù)，制作了一只恒溫箱，箱內(nèi)需要安裝一個(gè)電發(fā)熱體，按設(shè)計(jì)要求，該電發(fā)熱體使用36V電源，每秒向箱內(nèi)提供320J熱（設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為熱能）．
（1）現(xiàn)有四種直徑為0.5mm的金屬絲材料，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

材料	熔點(diǎn)	熔斷電流	發(fā)熱時(shí)氧化情況比較	價(jià)格比較
銅絲	1083℃	＞20A	容易	較低
鎢絲	3410℃	＞20A	容易	較高
鎳鉻合金絲	1100℃左右	＞20A	不易	一般
鉛銻合金絲	200℃左右	＞5A	一般	一般

試分析選取擇哪一種材料繞制發(fā)熱體較合適？并說明理由．
（2）計(jì)算出所用材料的電阻值．

Answer 1

分析：（1）要選取適合制成發(fā)熱體的材料，就要綜合比較這四種材料的熔點(diǎn)、熔斷電流、發(fā)熱時(shí)氧化情況和價(jià)格高低，看哪種材料在綜合方面更好一些；
（2）電學(xué)中的四個(gè)基本物理量是電流I、電壓U、電阻R和電功率P，這四個(gè)物理量中只要知道任意兩個(gè)量，都可以通過公式算出另外兩個(gè)量．題中已知電壓，那么要算電阻值，只要知道電流或電動(dòng)率就可以算出．
   根據(jù)題中的已知條件，我們可以通過公式P=

Q

t

算出發(fā)熱功率即為電功率，這樣知道了電功率，我們就可以根據(jù)公式R=

U2

P

算出該材料的電阻值．

解答：解：（1）銅絲容易氧化，鎢絲容易氧化且價(jià)格較高，鉛銻合金熔點(diǎn)低且熔斷電流低，這三種材料都或多或少的存在不足，所以應(yīng)選取鎳鉻合金絲做發(fā)熱體．因?yàn)殒囥t合金絲的熔點(diǎn)高、熔斷電流大、不容易氧化且價(jià)格相對(duì)較低，所以用它制作發(fā)熱體比較合適．
（2）因?yàn)殡娔苋�部轉(zhuǎn)化為熱能，所以W=Q，
該發(fā)熱體的電功率：P=

W

t

=

Q

t

=

320J

1S

=320W，
該材料的電阻值：R=

U2

P

=

(36V)2

320W

=4.05Ω．
答：（1）應(yīng)選取鎳鉻合金絲做發(fā)熱體．理由：鎳鉻合金絲的熔點(diǎn)高、熔斷電流大、不容易氧化且價(jià)格相對(duì)低．
（2）所用材料的電阻值是4.05Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了學(xué)生的分析能力和運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算解答的能力，是一道好題．