《2025年畅响双优卷九年级物理全一册人教版》

20.(9分)(辽阳中考)图甲是两挡空气炸锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的挡位. 已知两挡空气炸锅的高温挡功率为900 W，R2阻值为96.8 Ω. 求：
(1)发热体R1的阻值是多少？
(2)空气炸锅一次性可装入200 g牛柳，若将这些牛柳从40 ℃加热到190 ℃，牛柳需要吸收多少热量？[c牛柳 = 3×103 J/(kg·℃)]
(3)不计热量损失，用高温挡将200 g牛柳从40 ℃加热到190 ℃，需要多长时间？

答案： 解:
(1)当开关S置于位置1时,R₁与R₂并联,空气炸锅处于高温挡;当开关S置于位置2时,只有R₂接入电路,空气炸锅处于低温挡.低温挡的功率:$P_{2}=\frac{U^{2}}{R_{2}}=\frac{(220V)^{2}}{96.8Ω}=500W$,
则R₁的功率:$P_{1}=P_{高}-P_{2}=900W - 500W = 400W$,
R₁的阻值:$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{1}}=\frac{(220V)^{2}}{400W}=121Ω$.
(2)牛柳吸收的热量:
$Q_{吸}=c_{牛柳}m(t - t_{0})=3×10^{3}J/(kg·℃)×0.2kg×(190℃ - 40℃)=9×10^{4}J$.
(3)由于不计热量损失,故$W_{电}=Q_{吸}=9×10^{4}J$,
则需要的时间:$t=\frac{W_{电}}{P_{高}}=\frac{9×10^{4}J}{900W}=100s$.