《2025年同步练习册配套检测卷九年级物理上册鲁科版五四制》

26. 冬天老杨用家用交流充电桩在给电动汽车充电时,由于电池电芯温度低于0℃,系统开始给电池预热,加热电路如图甲所示,加热时电阻通电放出热量,冷却液吸收热量温度升高,从而对电池进行加热.已知控制电路电压恒为12V,R₀ = 20Ω,温度传感器的阻值随温度的变化如图乙所示,所测温度即为汽车电池温度；工作电路中的加热电阻R = 60.5Ω,冷却液的比热容$c = 3.5×10^3J/(kg·℃),$质量为2.4kg,当冷却液从-10℃升高到30℃,电池的温度上升到5℃,耗时10min,加热电路断开,系统开始给电池充电.求：
(1)加热电路断开前低压控制电路的最小电流；
(2)加热电阻加热冷却液的效率；
(3)判断电磁铁a端的极性.

答案：
(1)由图乙知，当电池温度为$5^{\circ}C$时，温度传感器阻值$R_{1}=20\Omega$，此时控制电路总电阻最小为$R_{总min}=R_{0}+R_{1}=20\Omega + 20\Omega = 40\Omega$，根据$I=\frac{U}{R}$，可得最小电流$I_{min}=\frac{U}{R_{总min}}=\frac{12V}{40\Omega}=0.3A$。
(2)冷却液吸收的热量$Q_{吸}=cm\Delta t = 3.5×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×2.4kg×(30 - (-10))^{\circ}C = 3.36×10^{5}J$；加热电阻$10min$消耗的电能$W = \frac{U^{2}}{R}t=\frac{(220V)^{2}}{60.5\Omega}×10×60s = 4.8×10^{5}J$；加热效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}×100\%=\frac{3.36×10^{5}J}{4.8×10^{5}J}×100\% = 70\%$。
(3)由图甲，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为$N$极，可判断出电磁铁$a$端为$S$极。
答案为：
(1)$0.3A$；
(2)$70\%$；
(3)$S$极。