《2025年全优课堂九年级物理下册》

13. 如图甲所示电路中，灯泡L的额定电压为6 V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端电压U的关系如图乙所示。当电源电压恒为9 V时：

(1)灯泡正常发光时的电阻、电功率；
(2)当电压表示数是5 V时，通电1 min，电流通过灯泡L产生的热量。

答案： 解:
(1)灯泡 L 的额定电压为 6 V，由题图乙可知灯泡正常发光时的电流为 0.5 A，由$I=\frac{U}{R}$可得，灯泡正常发光时的电阻：$R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{6V}{0.5A}=12\Omega$；灯泡正常发光时的电功率：$P_{额}=U_{额}I_{额}=6V×0.5A = 3W$； -
(2)由串联电路电压特点可得，当电压表示数是 5 V 时，灯泡两端电压：$U_{L}=U - U_{V}=9V - 5V = 4V$，由题图乙知此时通过灯泡的电流：$I_{L}=0.4A$，所以通电 1 min，电流通过灯泡 L 产生的热量：$Q = W_{L}=U_{L}I_{L}t = 4V×0.4A×60s = 96J$。

14. (限时5分钟)如图甲所示是某品牌豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成，中间部位的打浆装置是电机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，$R_{1}$、$R_{2}$是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：

(1)电阻$R_{1}$和$R_{2}$的阻值分别为多大?
(2)若豆浆机正常打一次豆浆消耗的总电能为0.17 kW·h，加热与打浆的时间之比为3:1，则打好一次豆浆需要多长时间?

答案： 解:
(1)由题图乙知，当 S 接 a 时，电路中只有$R_{1}$，电阻较小，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，此时电功率较大，为加热挡；当 S 接 b 时，电路中$R_{1}$、$R_{2}$串联，电阻较大，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，此时电功率较小，为保温挡；由$P=\frac{U^{2}}{R}$可得$R_{1}$的阻值：$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{加热}}=\frac{(220V)^{2}}{1100W}=44\Omega$；保温时电路的总电阻：$R_{保温}=\frac{U^{2}}{P_{保温}}=\frac{(220V)^{2}}{242W}=200\Omega$，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以$R_{2}$的阻值：$R_{2}=R_{保温}-R_{1}=200\Omega - 44\Omega = 156\Omega$； -
(2)由题知，$t_{加热}:t_{打浆}=3:1$，设打浆时间为$t_{打浆}=t$，则加热时间为$t_{加热}=3t$，总工作时间为$t_{总}=4t$，因豆浆机正常打一次豆浆消耗的总电能为$0.17kW\cdot h$，所以由$P=\frac{W}{t}$可得：$0.17kW\cdot h = P_{加热}t_{加热}+P_{打浆}t_{打浆}=1.1kW×3t + 0.1kW×t$，解得：$t = 0.05h$，则打好一次豆浆需要的时间：$t_{总}=4t = 4×0.05h = 0.2h$。