《2025年一本九年级物理下册人教版》

4.(2023·广西中考)简易榨汁杯的电路原理图如图所示，榨汁杯工作时有榨汁、加热、保温三个挡位。当闭合开关________时，榨汁杯处于榨汁挡；当只闭合开关$S_{2}$时，榨汁杯处于________挡。

答案： S₁@@保温

5.(2023·四川自贡中考)图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中$R_{1}$、$R_{2}$为电热丝，$R_{1}=R_{2}$且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知$\rho_{水}=1.0\times10^{3}\ kg/m^{3}$，$c_{水}=4.2\times10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)$。养生壶在正常工作的情况下，试问：

(1)在标准大气压下，将初温为$30^{\circ}C$的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？
(2)高温挡功率是多少？
(3)若养生壶用高温挡来加热且加热效率为 75%，则烧开这一壶水需要多长时间？

答案： 【解析】 （1）一壶水的体积V = 1.5 L = 1.5 dm³ = 1.5×10⁻³ m³。 水的质量m = ρ水V = 1.0×10³ kg/m³×1.5×10⁻³ m³ = 1.5 kg。 在标准大气压下水的沸点为100 ℃，水吸收的热量Q吸 = c水m(t - t₀) = 4.2×10³ J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃ - 30 ℃) = 4.41×10⁵ J。 （2）由题图乙可知，当开关S₂接A、开关S₁断开时，电路的总电阻最大，电源电压一定，由P = $\frac{U^{2}}{R}$可知此时总功率最小，养生壶处于低温挡；当开关S₂接B、开关S₁闭合时，R₁、R₂并联，电路中的总电阻最小，此时总功率最大，养生壶处于高温挡；当开关S₂接A、开关S₁闭合时，只有R₁工作，养生壶处于中温挡。因为R₁ = R₂，所以由P = $\frac{U^{2}}{R}$可知，高温挡时R₁、R₂消耗的功率P₁ = P₂ = P中，养生壶高温挡的功率P高 = P₁ + P₂ = 2P中 = 2×400 W = 800 W。 （3）由η = $\frac{Q_{吸}}{W}$可得，烧开这一壶水需要消耗的电能W = $\frac{Q_{吸}}{\eta}$ = $\frac{4.41×10^{5}J}{75\%}$ = 5.88×10⁵ J。 由P = $\frac{W}{t}$可得，高温挡需要的加热时间t' = $\frac{W}{P_{高}}$ = $\frac{5.88×10^{5}J}{800W}$ = 735 s。 【答案】（1）4.41×10⁵ J （2）800 W （3）735 s

6.一款$55^{\circ}C$暖暖杯的保温垫如图甲所示，其内部电路如图乙所示，S 为旋转型开关(每次和两个触点接通)，通过旋转开关 S，可实现舒适、温暖、加热的挡位切换。保温垫的参数见表格。


|额定电压/V|舒适挡功率/W|温暖挡功率/W|加热挡功率/W|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|220|11|22|44|
(1)当旋转开关 S 置于 1、2 触点处时为________挡，此时电路中总电流是多少？
(2)当旋转开关 S 置于 2、3 触点处时为________挡，此时加热电阻是多大？
(3)当旋转开关 S 置于 3、4 触点处时，通电 5 min 电路中产生的热量是多少？

答案： 舒适@@温暖@@【解析】 当旋转开关S置于1、2触点处时，电阻R₁、R₂串联，总电阻最大；当旋转开关S置于2、3触点处时，电路只有电阻R₂接入电路，总电阻较大；当旋转开关S置于3、4触点处时，电阻R₂、R₃并联，总电阻最小。 由P = $\frac{U^{2}}{R}$可知，旋转开关S置于1、2触点处时，为舒适挡；旋转开关S置于2、3触点处时，为温暖挡；旋转开关S置于3、4触点处时，为加热挡。 （1）旋转开关S置于1、2触点处时，为舒适挡，P舒适 = 11 W，根据P = UI得，电路中的总电流I = $\frac{P_{舒适}}{U}$ = $\frac{11W}{220V}$ = 0.05 A。 （2）旋转开关S置于2、3触点处时，为温暖挡，根据P = $\frac{U^{2}}{R}$得，加热电阻R₂ = $\frac{U^{2}}{P_{温暖}}$ = $\frac{(220V)^{2}}{22W}$ = 2 200 Ω。 （3）旋转开关S置于3、4触点处时，为加热挡，通电5 min电路中产生的热量Q = W = P加热t = 44 W×5×60 s = 13 200 J。 【答案】（1）舒适 0.05 A （2）温暖 2 200 Ω （3）13 200 J