《2025年长江作业本同步练习册九年级物理全一册人教版》

12. 某创新小组设计了如图 20.3 - 11 所示的水温自动控制装置。控制电路中，电压恒为$18V$，定值电阻$R_{0}$为$200\Omega$，$R$为热敏电阻，其阻值随温度的变化情况如表所示。工作电路中，电源电压恒为$220V$，发热电阻$R_{1}$为$20\Omega$。发热电阻和热敏电阻均处于水箱中，电磁铁线圈电阻忽略不计。当控制电路中的电流为$0.06A$时，电磁铁恰好能将衔铁吸下。问：

(1)工作电路正常工作时的电流为多少？
(2)水箱中水的温度最高可达多少摄氏度？
(3)若想降低水箱中加热水的最高温度，请写出一种简便可行的方法。

答案： 12.解　
(1)根据欧姆定律知，工作电路正常工作时的电流
I=$\frac{U}{R_1}$=$\frac{220V}{20\Omega}$=11A
(2)当控制电路中的电流为0.06A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，电路总电阻为
$R_总$=$\frac{U_1}{I_1}$=$\frac{18V}{0.06A}$=300Ω
热敏电阻阻值
$R=R_总-R_0=300\Omega-200\Omega=100\Omega$
由表格可知，此时水箱中水的温度最高可达60℃。
(3)由表格可知，当水温的最高温度降低时，热敏电阻接入电路的阻值变大，根据串联电路中电阻的规律可知，电路中的总电阻变大，而通过控制电路的电流不变，根据欧姆定律可知，控制电路的电源电压增大，由此可知，若要降低水箱中的最高温度，可适当增大控制电路的电源电压。