Question

根据国际泳联规定，泳池的水温应该控制在25℃到27℃之 间，北京奥运会中“水立方”彰显“科技奥运”理念，引进科技手段，将水温精确地控制在人体最适宜的26.5℃到26.9℃ 之间．如图甲是泳池水温自动控制电路，其中热敏电阻作为感应器探测水温，其阻值与温度之间满足关系：R₁= -5Ω/℃t+500Ω（0℃<t<50℃），定值电阻R₂的阻值为4Ω，R为加热水温的发热电阻，衔铁只有在不小于5N吸引力 的作用下才能动作，电磁铁产生的吸引力与电磁铁中电流的关系如图乙所示．
（1）在给池水加热的过程中，发热电阻在2min内给池水提供 1.2×10¹⁰J的热量，则工作电路中发热电阻R的功率应为多少？
（2）为了把温度控制在26.5℃到26.9℃之间，设定在水温低 于26.8℃时停止加热，则控制电路中电源电压U₀应为多少？（螺线管电阻不计）
（3）为了便于工作人员观察发热电阻是否在加热，请你在图中画出改进电路，并说明发热电阻是否在加热的判断方法.

Answer 1

解：
（1）P==10⁸ W；
（2）在水温为26.8℃时，热敏电阻的阻值R₁=-5Ω/℃× 26.8℃+500Ω=366Ω，此时要停止加热，控制电路中的电流应为100mA，则控制电路中的电源电压U₀=I（R₁+R₂）=0.1A×（366Ω+4Ω,）= 37V.
（3）用一个发光二极管或指示灯与发热电阻并联，当二极管或指示灯发光时，说明发热电阻在给池水加热．