《2025年综合应用创新题典中点九年级物理全一册教科版》

1.[2023.临沂改编]如图甲所示是具有两挡加热功率的煎饼锅，图乙是其内部简化电路图。当开关S、S₂均闭合时，煎饼锅的加热功率为968W，此时煎饼锅的工作电流为________A，电阻R₁的阻值为________Ω；仅闭合开关S₁时，煎饼锅的工作电流为1A，电阻R₂的阻值为________Ω。
　　　　

答案： 4.4；50；170　　[点拨]由题图乙可知，当开关S、S₁均闭合时，R₂短路，电路为R₁的简单电路，由P = UI可知，此时电路中的电流I₁ = $\frac{P}{U}$ = $\frac{968W}{220V}$ = 4.4A，由欧姆定律可知，电阻R₁ = $\frac{U}{I₁}$ = $\frac{220V}{4.4A}$ = 50Ω；仅闭合开关S时，两电阻串联，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻R = $\frac{U}{I₂}$ = $\frac{220V}{1A}$ = 220Ω，由串联电路的电阻特点可知，电阻R₂ = R - R₁ = 220Ω - 50Ω = 170Ω。

2.图甲是小红家的电烤箱的简化电路图，R₁和R₂均为电烤箱中的发热电阻(不考虑温度对电阻的影响)。已知R₂的阻值为70Ω，当只闭合S₁时，电烤箱处于低温挡，此时电烤箱的电功率为440W。
　　
(1)电烤箱在低温挡正常工作5min消耗的电能为________J。
(2)发热电阻R₁的阻值为________Ω。
(3)小红关闭家中其他用电器，只让电烤箱在高温挡工作，发现在1min内，如图乙所示的电能表的转盘转了50转，则此时的工作电压为________V。

答案：
(1)1.32×10⁵J　　
(2)40Ω　
(3)200V　　[点拨]
(1)电烤箱在低温挡正常工作5min消耗的电能W = P低t = 440W×5×60s = 1.32×10⁵J。
(2)当只闭合S时，两电阻串联，电烤箱处于低温挡，此时电路中的电流I = $\frac{P低}{U}$ = $\frac{440W}{220V}$ = 2A，由欧姆定律得电路的总电阻R = R₁ + R₂ = $\frac{U}{I}$，故发热电阻R₁ = $\frac{U}{I}$ - R₂ = $\frac{220V}{2A}$ - 70Ω = 40Ω。
(3)电能表上的“3000r/(kW·h)”表示电路每消耗1kW·h的电能，电能表转盘转3000转，电能表转盘转50转时消耗的电能W' = $\frac{50}{3000}$kW·h = $\frac{1}{60}$kW·h = $\frac{1}{60}$×3.6×10⁶J = 6×10⁴J，高温挡电功率P高 = $\frac{W'}{t}$ = $\frac{6×10⁴J}{60s}$ = 1000W，S、S₁都闭合时，电路为R₁的简单电路，此时为高温挡，根据P = $\frac{U²}{R}$得，电烤箱在高温挡工作时的电压U高 = $\sqrt{P高R₁}$ = $\sqrt{1000W×40Ω}$ = 200V。

3.某高、低温两挡位电烤箱的内部简化电路如图甲所示，S为手动开关，S₁为自动控制开关，R₁和R₂均为电热丝。该电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像如图乙所示，0~10min，开关S、S₁均处于闭合状态，电烤箱为________温挡；10~15min，S闭合，S₁断开，此时间段R₁产生的热量为________J。
　　　　　　　

答案： 高；3.96×10⁵J　　[点拨]由题图甲可知，当开关S、S₁均处于闭合状态时，R₁、R₂并联，电路总电阻最小，由P = $\frac{U²}{R}$可知，电路总功率最大，电烤箱处于高温挡；当S闭合、S₁断开时，只有R₁工作，电路总电阻最大，电路总功率最小，由题图乙可知，此时通过R₁的电流为6A，10 - 15min时间段R₁产生的热量Q = W = UIt = 220V×6A×5×60s = 3.96×10⁵J。

4.某型号的电炖盅有“高温”“低温”两个挡位，其参数如表所示，简化电路如图所示。求:
　　　　
　　　　(1)电炖盅处于高温挡时开关如何控制？
　　　　(2)1度电可供电炖盅在高温挡正常工作的时间。
　　　　(3)R₁和R₂的阻值。
　　　　(4)工作电压为198V时，低温挡的电功率。

答案： [解]
(1)由题图可知，同时闭合开关S、S₁时，R₁、R₂并联，电路中的总电阻最小，总功率最大，此时电炖盅为高温挡。
(2)由题表数据可知，电炖盅在高温挡正常工作的电功率P = 2000W = 2kW，因1度 = 1kW·h，则可供电炖盅在高温挡正常工作的时间t = $\frac{W}{P}$ = $\frac{1kW·h}{2kW}$ = 0.5h。
(3)只闭合开关S，电路为R₂的简单电路，电路中的总电阻最大，总功率最小，此时电炖盅为低温挡。由题表数据可知，电炖盅在低温挡正常工作的电功率为400W，则R₂ = $\frac{U²}{P低}$ = $\frac{(220V)²}{400W}$ = 121Ω；R₁的电功率P₁ = P - P₂ = 2000W - 400W = 1600W，则R₁ = $\frac{U²}{P₁}$ = $\frac{(220V)²}{1600W}$ = 30.25Ω。
(4)工作电压为198V时，低温挡的电功率P' = $\frac{U'²}{R₂}$ = $\frac{(198V)²}{121Ω}$ = 324W。