《2025年原创新课堂九年级物理下册人教版》

9.（2022·营口）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡规格是“3 V 1.5 W”，$R_{1}=10\ Ω$，滑动变阻器$R_{2}$上标有“20 Ω 1 A”，电压表选用0～3 V量程。断开$S_{2}$，闭合S和$S_{1}$，当滑片P移到变阻器中点时，小灯泡正常发光。求：

（1）小灯泡正常发光时的电流。
（2）电源电压。
（3）断开$S_{1}$，闭合S和$S_{2}$，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率是多少？

答案： 解：
(1) 小灯泡正常发光时的电流$I_{L}=\frac{P_{L}}{U_{L}}=\frac{1.5\ W}{3\ V}=0.5\ A$
(2) 断开$S_{2}$，闭合$S$和$S_{1}$，小灯泡和滑动变阻器串联，当滑片$P$移到变阻器中点时，小灯泡正常发光，电路中的电流$I = I_{L}=0.5\ A$，滑动变阻器两端的电压$U_{滑}=I×\frac{1}{2}R_{滑大}=0.5\ A×\frac{1}{2}×20\ \Omega = 5\ V$，电源电压$U = U_{L}+U_{滑}=3\ V + 5\ V = 8\ V$
(3) 断开$S_{1}$，闭合$S$和$S_{2}$，电路为$R_{2}$和$R_{1}$的串联电路，电压表测$R_{1}$两端的电压，当电压表示数$U_{V}=3\ V$时，电路中的电流最大，电路的总功率最大；电路中的最大电流$I_{大}=\frac{U_{V}}{R_{1}}=\frac{3\ V}{10\ \Omega}=0.3\ A$；电路的最大功率$P_{大}=UI_{大}=8\ V×0.3\ A = 2.4\ W$

10. 下列用电器中主要利用电流热效应工作的是 （ ）
A. 电暖器
B. 电视机
C. 洗衣机
D. 抽油烟机

答案： A

11.（2022·北部湾模拟）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻$R_{1}=R_{2}=R_{3}$。小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关。下列说法正确的是 （ ）

A. 此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B. 通过$R_{1}$的电流和通过$R_{2}$的电流大小相等
C. 电阻$R_{1}$两端的电压和$R_{2}$两端的电压相等
D. 通电后，A管的液面将会比B管的液面高

答案： D

12.（2022·自贡）小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，$R_{1}$、$R_{2}$均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1 kg，初温为20 ℃的汤加热至100 ℃，设此汤的比热容为$c_{汤}=4.0×10^{3}\ J/(kg·℃)$。求：
（1）汤需要吸收的热量。
（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？
（3）$R_{2}$的阻值为多少？
|额定电压|220 V|
|----|----|
|额定功率|低温挡|48.4 W|
| |高温挡|500 W|

答案： 解：
(1) 汤吸收的热量$Q_{吸}=c_{汤}m_{汤}(t - t_{0}) = 4.0×10^{3}\ J/(kg·^{\circ}C)×1\ kg×(100\ ^{\circ}C - 20\ ^{\circ}C)=3.2×10^{5}\ J$
(2) 不考虑热损耗，电饭煲消耗的电能$W = Q_{吸}=3.2×10^{5}\ J$；加热需要的时间$t=\frac{W}{P_{高}}=\frac{3.2×10^{5}\ J}{500\ W}=640\ s$
(3) 分析电路图可知，当开关$S$接 1 时，$R_{1}$、$R_{2}$串联，当开关$S$接 2 时，$R_{2}$被断路，电路只有$R_{1}$工作；根据串联电路的电阻特点可知，当开关$S$接 1 时，$R_{1}$、$R_{2}$串联，此时电路总电阻最大，根据$P = UI=\frac{U^{2}}{R}$可知，此时电路功率最小，处于低温挡；当开关$S$接 2 时，$R_{2}$被断路，电路只有$R_{1}$工作，此时电路总电阻最小，此时为高温挡，电阻$R_{1}$的阻值$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{高}}=\frac{(220\ V)^{2}}{500\ W}=96.8\ \Omega$，低温挡时电路中的总电阻$R=\frac{U^{2}}{P_{低}}=\frac{(220\ V)^{2}}{48.4\ W}=1000\ \Omega$，电阻$R_{2}$阻值$R_{2}=R - R_{1}=1000\ \Omega - 96.8\ \Omega = 903.2\ \Omega$