Question

15．如图所示是探究小组在科技节上设计的保温箱的原理图，图中温控开关S可根据温度高低实现自动通断，从而使保温箱的加热当和保温档及时切换，已知两段电热丝的阻值均为R且恒定不变，电源电压恒为24V．
（1）保温箱的外壳要选用导热性能差（选填“好”或“差”）的材料制作．
（2）当保温箱内温度较低时，温控开关将会闭合（选填“闭合”或“断开”）；若保温箱的保温功率为12W，则阻值R=24Ω

Answer 1

分析 （1）保温箱的外壳材料应采用热的不良导体制作；
（2）当保温箱内温度较低时，保温箱应处于加热状态，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路中的总电阻应减小，从而判断温控开关的状态；温控开关断开时，两电热丝串联，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R的阻值．

解答 解：（1）为了保温，保温箱的外壳要选用导热性能差的材料制作；
（2）当保温箱内温度较低时，保温箱应处于加热状态，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电路中的总电阻应减小，即温控开关应闭合；
由电路图可知，温控开关断开时，两电热丝串联，
此时电路中的总电阻：
R_总=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低}}$=$\frac{（24V）^{2}}{12Ω}$=48Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R的阻值：
R=$\frac{{R}_{总}}{2}$=$\frac{48Ω}{2}$=24Ω．
故答案为：（1）差；（2）闭合；24．

点评 本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，判断出保温箱处于不同状态时电路的连接方式是关键．