《2025年天府前沿课时同步培优训练九年级物理全一册教科版》

8. (德州中考)如图甲所示,电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,电路图如图乙所示,$R_{1}$、$R_{2}$是电热丝,当开关$S_{1}$断开、$S_{2}$接a时,电火锅为____挡;当开关$S_{1}$闭合、$S_{2}$接b时,电火锅为____挡;当只有____(选填“$R_{1}$”或“$R_{2}$”)接入电路时,电火锅为____挡。

答案： 低；高；$R_{2}$；中

9. (鄂尔多斯中考)如图甲是某电饭锅的简化电路原理图,$R_{1}和R_{2}$是阻值不变的加热电阻,$R_{1}= 50Ω$,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,电能表的转盘在1min内转动了5r。保温状态下该电饭锅的发热功率为____W。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(1个标准大气压),若不计热损失,电饭锅的实际电压为____V。$[c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)]$

答案： 100；200

10. (东营中考)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,其中四个发热电阻的阻值相同。

(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于____(选填“1”“2”或“3”)位置。
(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)使用高温挡正常工作5min,导热油的温度由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)解：由图乙，中温挡时两电阻串联，总电阻$R_{中}=2R$
$P=U^{2}/R$，$R_{中}=U^{2}/P_{中}=(220V)^{2}/1000W=48.4Ω$
$R=R_{中}/2=48.4Ω/2=24.2Ω$
高温挡时两电阻并联，总电阻$R_{高}=R/2=24.2Ω/2=12.1Ω$
$P_{高}=U^{2}/R_{高}=(220V)^{2}/12.1Ω=4000W$
(3)解：$t=5min=300s$
$W=P_{高}t=4000W×300s=1.2×10^{6}J$
$Q_{吸}=ηW=84\%×1.2×10^{6}J=1.008×10^{6}J$
$Δt=75^{\circ }C-15^{\circ }C=60^{\circ }C$
$c=Q_{吸}/(mΔt)=1.008×10^{6}J/(4kg×60^{\circ }C)=4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)$

11. (新编)某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知$R_{1}= 44Ω$,$R_{2}= 2156Ω$。
(1)开关S置于____(选填“1”或“2”)挡时是高温烧煮挡,它的功率是多大?
(2)保温焖饭时电路中的电流是多大?10min产生的热量是多少?
(3)若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算具体说明改进措施。

答案：
(1)2；解：当开关S置于2挡时，R₂被短路，电路中只有R₁工作，电阻较小，根据P=U²/R可知，此时功率较大，为高温烧煮挡。
功率P高=U²/R₁=(220V)²/44Ω=1100W。
(2)解：当开关S置于1挡时，R₁与R₂串联，为保温焖饭挡。
总电阻R总=R₁+R₂=44Ω+2156Ω=2200Ω。
电流I=U/R总=220V/2200Ω=0.1A。
10min=600s，产生的热量Q=I²R总t=(0.1A)²×2200Ω×600s=13200J。
(3)解：原保温功率P保=UI=220V×0.1A=22W。
提升10%后的保温功率P'保=22W×(1+10%)=24.2W。
此时电路总电阻R'总=U²/P'保=(220V)²/24.2W=2000Ω。
需串联的总电阻为2000Ω，R₁=44Ω，则R₂'=R'总-R₁=2000Ω-44Ω=1956Ω。
应将R₂的阻值改为1956Ω。