《2025年综合应用创新题典中点九年级物理全一册教科版》

9. [2023.安徽]在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由 5 根阻值均为 12Ω 的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与 12V 的汽车电池接通工作 1min，产生的总热量为________J。

答案： 3600　　[点拨]根据并联电路的电阻特点可知，5根阻值为12Ω的电阻丝并联的总电阻$R_{并}=\frac{12\Omega}{5}=2.4\Omega$，电加热除雾装置1min产生的总热量$Q=\frac{U^{2}}{R_{并}}t=\frac{(12V)^{2}}{2.4\Omega}×1×60s = 3600J$。

10. [2024.云南期末]老师在上课时做了这样一个演示实验：如图所示，将一根镍铬合金材料制成的电阻丝与一段裸露的金属铜导线串联，接在输出电压为 10V 的电源两端，构成简单的电路。将两根火柴放置在电阻丝和裸露导线上方，接通电路，同学们观察到通电的电阻丝使火柴点燃了，造成这种现象的原因是______________________________。从能量转化分析，该过程中电能转化为______(填“机械能”“内能”或“化学能”)。

答案： 电阻丝的电阻远大于裸露导线的电阻;内能
[点拨]由题图可知，电阻丝与裸露导线串联，通过电阻丝和裸露导线的电流相同，通电时间相等，而电阻丝的电阻远大于裸露导线的电阻，由$Q = I^{2}Rt$知，电流通过电阻丝产生热量多，温度高，所以接通电路，电阻丝使火柴点燃了。此过程中，消耗电能，得到内能，所以是电能转化为内能。

11. [2023.东营改编]小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有 4kg 导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。

(1)电暖器在低温挡工作时，开关应处于位置________(填“1”“2”或“3”)。
(2)已知中温挡额定功率为 1000W，求电阻 R 的阻值和高温挡的额定功率。
(3)电暖器在高温挡正常工作 5min，导热油温度由 15℃升高到 75℃。若消耗的电能有 84% 被导热油吸收，求导热油的比热容。

答案：
(1)1
(2)根据题意可知，开关处于位置2时，只有一个R接入电路，电暖器处于中温挡，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，$R=\frac{U^{2}}{P_{中}}=\frac{(220V)^{2}}{1000W}=48.4\Omega$；开关处于位置3时，电暖器处于高温挡，电路中的总电阻$R_{并}=\frac{R}{2}=\frac{48.4\Omega}{2}=24.2\Omega$，高温挡的额定功率$P_{高}=\frac{U^{2}}{R_{并}}=\frac{(220V)^{2}}{24.2\Omega}=2000W$。
(3)由$P=\frac{W}{t}$可知，高温挡工作5min消耗的电能$W = P_{高}t = 2000W×5×60s = 6×10^{5}J$，由$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}$可知，导热油吸收的热量$Q_{吸}=\eta W = 84\%×6×10^{5}J = 5.04×10^{5}J$，由$Q_{吸}=cm(t - t_{0})$可知，导热油的比热容$c=\frac{Q_{吸}}{m(t - t_{0})}=\frac{5.04×10^{5}J}{4kg×(75℃ - 15℃)}=2.1×10^{3}J/(kg·℃)$。