《2026年期末直通车九年级科学上册浙教版》

8. (2025·温州鹿城)图甲为热带鱼鱼缸，养殖过程中要保持鱼缸内水温在24℃至28℃之间。为此小明设计如图乙所示的自动控制模拟电路，当水温降至24℃时，衔铁刚好被电磁铁吸下，接通工作电路，电热丝R开始加热；当水温刚超过28℃时，电磁铁无法吸住衔铁，工作电路断开停止加热。热敏电阻R₁的阻值随温度变化情况如图丙。
(1)若鱼缸内热带鱼过多，因呼吸作用会导致鱼缸内pH值过低而影响其生存。请用化学方程式表示鱼缸内pH值变小的原因：CO₂+H₂O=H₂CO₃。
(2)工作电路的电热丝R的阻值为44欧，工作5分钟，消耗的电能为多少焦？
(3)请计算控制电路中R₀的阻值，并写出“水温从24℃升至28℃时，工作电路不断开”的工作原理。(电磁铁线圈电阻忽略不计)

答案： 8.
(1)CO₂+H₂O=H₂CO₃
(2)解：$W= \frac{U^{2}}{R} × t=\frac{(220V)^{2}}{44\Omega} × (5×60)s=330000J $答：消耗的电能为330000J。
(3)解：当水温降至24℃时，$R_{t}=20\Omega；$此时$I=\frac{U}{R_{t}}=\frac{3V}{20\Omega}=0.15A，$当水温刚超过28℃时，$R_{t}=30\Omega，$此时$I=\frac{U}{R_{t}}=\frac{3V}{30\Omega}=0.1A，$$I₀=I - I_{t}=0.15A - 0.1A=0.05A，$$R₀=\frac{U}{I_{0}}=\frac{3V}{0.05A}=60\Omega。$由于开始时衔铁断开，电路中只接入了$R_{t}，$故可求得衔铁被吸下的临界电流为0.15A。吸下后$R_{t}$和R₀并联，总电流大于0.15A，故衔铁不断开。随着温度的升高，$R_{t}$不断增大，I不断减小，直至总电流小于0.15A，衔铁断开，工作电路停止工作。