Question

3．蘑菇（如圖1）是一種腐生真菌，完全依靠培養(yǎng)料中的營養(yǎng)物質(zhì)來生長發(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，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、過磷酸鈣等化肥以及石膏、石灰，以滿足蘑菇生長發(fā)育的需要．培養(yǎng)菌種需要在相對穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進行．如圖2是研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計的恒溫箱．他們將一段電熱絲R接入電源電壓為36V的電路中，測得其實際功率為27W．（電熱絲阻值不隨溫   度變化）請你解答下列問題：
（1）電熱絲是利用電流的熱效應(yīng)工作的．
（2）通過電熱絲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變形后計算電流I的數(shù)值；
（3）先根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出實際功率為27W時電阻絲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）電流通過導(dǎo)體時會產(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，小于實際功率27W，則應(yīng)串聯(lián)一個電阻，
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．

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