《2025年课时训练九年级物理下册沪粤版》

20. 在一次课外活动中，某同学对家用电器进行了相关的观察和研究，他以一台电磁炉为观察研究对象，记录了有关数据，如表所示。

请你就这位同学在活动中获得的有关资料，求解下列有关问题。
(1)求加热5min，水吸收的热量。[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]
(2)求电磁炉工作5min消耗的电能。
(3)求电磁炉的功率。
(4)请你将(3)的求解结果与这位同学在活动中记录的有关数据进行比较，发现了什么新问题？并解释原因。

答案：
(1)1.68×10⁵J
(2)2.7×10⁵J
(3)900W
(4)见解析 [解析]
(1)水吸收的热量为Q = cmΔt = 4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×20℃ = 1.68×10⁵J.
(2)电磁炉工作5min消耗的电能为W = $\frac{150r}{2000r/(kW·h)}$ = 0.075kW·h = 2.7×10⁵J.
(3)电磁炉的功率为P = $\frac{W}{t}$ = $\frac{2.7×10⁵J}{5×60s}$ = 900W.
(4)电磁炉的实际功率小于额定功率，这是因为输电线分压，电磁炉两端的实际电压小于额定电压.

21. [开放探究性问题]如图甲所示是小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表所示，已知继电器的线圈电阻R₀ = 10Ω，控制电路的电源电压为6V恒定不变，电流表0～30mA量程接入电路；如图乙所示是电流表表盘。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边空调电路正常工作。

(1)该同学将电流表改成了温度表，请通过计算在图乙表盘上标出25℃的位置。
(2)为了节省电能，使温度达到30℃时空调才能启动制冷，控制电路中要串联多大电阻？
(3)为了给空调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施。(改变电阻除外)

答案：

(1)见解析
(2)30Ω
(3)见解析
[解析]
(1)温度为25℃时，热敏电阻R₂₅ = 390Ω与R₀ = 10Ω串联，此时总电阻为R = R₂₅ + R₀ = 390Ω + 10Ω = 400Ω. 由欧姆定律可得，I = $\frac{U}{R}$ = $\frac{6V}{400Ω}$ = 0.015A = 15mA，故25℃应标在表盘中央，如图所示.

(2)温度达30℃时启动空调，此时R₃₀ = 360Ω，由于衔铁被吸合时的电流不变，所以总电阻还为400Ω，即R₃₀ + R₀ + R串 = 400Ω. 所以R串 = 400Ω - R₃₀ - R₀ = 400Ω - 360Ω - 10Ω = 30Ω.
(3)①调节线圈匝数；②换用可变压电源；③调节铁芯与衔铁的距离等.(任选一种)