《2025年名师测控九年级物理下册人教版山西专版》

4.(2024·四川宜宾)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态，由开关$S_{2}$控制，在如图的简化电路中不能实现要求的是（ ）

答案： B

5.智能电热马桶已经进入现代家庭，如图所示是简易的便座加热电路，电阻$R_{1}$和$R_{2}$是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关$S_{2}$可接a或b，该电路通过开关$S_{1}$和$S_{2}$的不同接法组合，实现“高、中、低”挡三种加热功能，其中低温挡的功率$P_{1}$为22 W，中温挡的功率$P_{2}$为44 W。若开关$S_{1}$______，开关$S_{2}$接______，则便座加热电路处于高温挡加热状态，此时高温挡功率$P_{3}$为______W。若电热丝产生热量的80%被桶圈吸收，让质量为500 g的桶圈温度升高4℃，用“中温挡”加热需要______s。[桶圈材料的比热容$c = 0.44×10^{3}J/(kg·℃)$]

答案： 闭合　b　88　25

6.(2024·太原一模)如图甲所示是一款养生壶，其内部电路原理如图乙所示。已知$R_{2}=193.6\Omega$，此款养生壶可以通过旋钮开关切换加热、保温功能，其铭牌上的部分数据如表所示。将养生壶加满水后单独工作，当水从20℃加热到80℃，测得图丙的电能表转盘转了280 r。请你解答：[$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·℃)$]

(1)“保温”挡正常工作时的电功率。
(2)养生壶的烧水效率。

答案：
解：
(1)由图乙可知，当旋钮开关接1时，$R_{1}$、$R_{2}$串联，根据串联电路的电阻特点可知，$R_{1}$、$R_{2}$串联时，电路中的总电阻最大，由$P = \frac{U^{2}}{R}$可知，电路中的总功率最小，养生壶处于保温挡；当旋钮开关接2时，只有$R_{1}$工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，养生壶处于加热挡。当旋钮开关置于2时，$R_{2}$断路，只有$R_{1}$工作，此时为加热挡，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，$R_{1}$的阻值：$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{热}}=\frac{(220V)^{2}}{1000W}=48.4\Omega$。当旋钮开关置于1时，$R_{1}$与$R_{2}$串联，此时为保温挡，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：$R = R_{1}+R_{2}=48.4\Omega + 193.6\Omega = 242\Omega$，则“保温”挡正常工作时的电功率：$P_{保}=\frac{U^{2}}{R}=\frac{(220V)^{2}}{242\Omega}=200W$ ；
(2)养生壶内水的体积：$V = 1L = 1×10^{-3}m^{3}$，由$\rho=\frac{m}{V}$可知，水的质量：$m = \rho_{水}V = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×1×10^{-3}m^{3}=1kg$，水吸收的热量：$Q_{吸}=cm(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}J/(kg·℃)×1kg×(80℃ - 20℃)=2.52×10^{5}J$。电能表参数3000r/(kW·h)，表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过3000转，已知电能表转盘转了280r，则养生壶消耗的电能：$W=\frac{280r}{3000r/(kW·h)}=\frac{7}{75}kW·h = 3.36×10^{5}J$，养生壶的烧水效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}=\frac{2.52×10^{5}J}{3.36×10^{5}J}=0.75 = 75\%$。