问题
计算题
课外活动小组的同学设计制作了一个电热孵卵器，他们用两根额定电压和额定功率都相同的电热丝作热源，再连入一个电阻R0，使这台孵卵器即使断了一根电热丝，单丝工作产生热量的效果仍然与双丝工作时产生的热量效果完全相同．若电源两端的电压为U，两丝的额定电压均为UL、额定功率均为PL．
（1）画出孵卵器的电路图．
（2）R0的阻值是多大？
（3）R0在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少？
答案
解：
（1）两根电热丝并联，再与R0电阻串联；如图1所示：
（2）电热丝正常工作时如图1，设每一根的电阻为R，电路中的电流为：则
I=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当其中任何一根电热丝烧断时如图2，电路中的电流为：
I′=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
∵单热丝热效果跟双丝热效果相同，即两种情况下的实际功率相同P=P′
∴由电功率P=I2R以及①②可得：
（
）2×
R0=（
）2R0
解得：R0=
R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
电热丝的电阻为R=
，所以R0=
．
（3）由P=I2R和①②两式可知，R0在单丝工作于双丝工作状态下消耗功率之比：
P：P′=（
）2：（
）2
把③式代入得：
P：P′=1：2