《2025年通城学典活页检测九年级物理人教版安徽专版》

9.一台热水器有高温、中温、低温三挡,内部简化电路如图所示,R₁和R₂均为电热丝。R₁ = 88Ω,R₂ = 22Ω。下列说法不正确的是　　　　　　　(　　　)
　　　
A.当闭合S₁,并将S₂拨至位置a时,热水器处于高温挡
B.当断开S₁,并将S₂拨至位置b时,热水器处于低温挡
C.热水器处于中温挡的功率为500W
D.热水器以低温挡正常工作10min,电热丝产生的热量为2.64×10⁵J

答案： C

10.(20分)(鄂尔多斯中考)图甲是某电饭锅的简化电路原理图,R₁和R₂是阻值不变的加热电阻,R₁ = 50Ω,S为温控开关,1、2是开关连接的触点。某次煮饭时,只将电饭锅接入220V 的电路中,在加热状态下工作了一段时间后，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r。
　　(1)求保温状态下该电饭锅的发热功率。
　　(2)求R₂阻值的大小。
　　(3)用电高峰时,该电饭锅在加热状态下,14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾(一个标准大气压)，若不计热量损失，则电饭锅的实际电压是多少？[c水 = 4.2×10³J/(kg·℃)]
　

答案：
(1) 3000r/(kW·h)表示电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000r，在保温状态下，电能表的转盘在1min内转动了5r，电饭锅消耗的电能W保温 = 5 / 3000 kW·h = 1 / 600 × 3.6×10⁶J = 6000J，保温功率P保温 = W保温 / t保温 = 6000J / 60s = 100W。
(2) 由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中只有R₁，电路中电阻较小；当开关S与触点2连接时，电路中R₁、R₂串联，电路中电阻较大；电源电压一定，由P = U² / R可知，当开关S与触点1连接时，电路电功率较大，电饭锅处于加热状态；当开关S与触点2连接时，电路电功率较小，电饭锅处于保温状态；由P = U² / R可得保温时电路的总电阻R串 = U² / P保温 = (220V)² / 100W = 484Ω，R₂的阻值R₂ = R串 - R₁ = 484Ω - 50Ω = 434Ω。
(3) 一个标准大气压下水的沸点为100℃，电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时，水吸收的热量Q吸 = c水m(t - t₀) = 4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(100℃ - 20℃) = 6.72×10⁵J；不计热量损失，则W = Q吸，电饭锅的实际加热功率P加热实 = W / t = Q吸 / t = 6.72×10⁵J / (14×60s) = 800W，根据P = U² / R可得，加热状态下的实际电压U实 = √(P加热实R₁) = √(800W×50Ω) = 200V。

11.(20分)在综合实践活动中,小明设计了一种电热饮水机电路,如图甲所示,R₁和R₂均为电热丝,S是自动控制开关,可实现“低挡”“高挡”之间的转换,饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。求:
　　(1)30min内电路产生的总热量。
　　(2)饮水机工作时,通过电阻R₁的电流。
　　(3)电阻R₂的阻值。
　　

答案：
(1) 由图乙可知，“高挡”功率P高 = 660W，t₁ = 10min = 600s；“低挡”功率P低 = 220W，t₂ = 20min = 1200s；30min内电路产生的总热量Q = W = W₁ + W₂ = P高t₁ + P低t₂ = 660W×600s + 220W×1200s = 6.6×10⁵J。
(2) 由图甲可知，当S、S₂都闭合时，R₁、R₂并联，电路中电阻较小，由P = U² / R可知，电功率较大，为“高挡”；当S闭合、S₂断开时，电路中只有R₁，电路中电阻较大，由P = U² / R可知，电功率较小，为“低挡”；由P = UI可得通过R₁的电流I₁ = P低 / U = 220W / 220V = 1A。
(3) 从“低挡”到“高挡”，只是并联了R₂，电源电压不变，R₁的功率不变，则R₂的功率P₂ = P高 - P低 = 660W - 220W = 440W，由P = U² / R可得R₂ = U² / P₂ = (220V)² / 440W = 110Ω。