《2025年一遍过九年级物理全一册沪科版》

13 [2024济南中考]学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,R_{0}是定值电阻,R_{P}是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值R_{P}随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时,R_{P}的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警,当h为1m时,R_{0}两端的电压为1.5V。通过计算回答：

(1)报警器未浸入水中时,R_{P}两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,通过R_{P}的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,R_{P}的电功率是多少?

答案： 解:
(1)由题图甲可知,$R_{\text{P}}$与$R_{0}$串联,电流表测串联电路中的电流,由题图乙可知,报警器未浸入水中时,$R_{\text{P}}$的阻值为40 Ω,电流表示数是0.12 A,则$R_{\text{P}}$两端的电压$U_{\text{P}}=IR_{\text{P}}=0.12\ \text{A}×40\ \Omega=4.8\ \text{V}$。
(2)由于报警器浸入水下深度h为1 m时,$R_{0}$两端的电压为1.5 V,电源电压为6 V,由串联电路中电压规律可知,$R_{\text{P}}$两端的电压$U_{\text{P}}'=U-U_{0}=6\ \text{V}-1.5\ \text{V}=4.5\ \text{V}$,由题图乙可知,报警器浸入水下深度h为1 m时,$R_{\text{P}}$的阻值为30 Ω,通过$R_{\text{P}}$的电流$I'=\frac{U_{\text{P}}'}{R_{\text{P}}}=\frac{4.5\ \text{V}}{30\ \Omega}=0.15\ \text{A}$。
(3)报警器浸入水下深度h为1 m时,$R_{\text{P}}$的电功率$P=U_{\text{P}}'I'=4.5\ \text{V}×0.15\ \text{A}=0.675\ \text{W}$。

(1)求R₁的阻值。
44Ω
(2)求挂烫机待机状态的功率。
4.4W
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0~150s消耗的电能。
110220J
(4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
通电即加热，请注意防烫

答案： 解:
(1)当S在位置“1”时,只有加热电阻$R_{1}$接入电路,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可得,$R_{1}=\frac{U}{I_{1}}=\frac{220\ \text{V}}{5.0\ \text{A}}=44\ \Omega$。
(2)当S在位置“2”时,只有限流电阻$R_{2}$接入电路,挂烫机处于待机状态,由$P=UI$可得,$P_{\text{待机}}=UI_{2}=220\ \text{V}×0.02\ \text{A}=4.4\ \text{W}$。
(3)挂烫机处于加热状态时的功率$P_{\text{加热}}=UI_{1}=220\ \text{V}×5.0\ \text{A}=1\ 100\ \text{W}$;
挂烫机消耗的电能$W=P_{\text{加热}}t_{\text{加热}}+P_{\text{待机}}t_{\text{待机}}=1\ 100\ \text{W}×(30\ \text{s}+70\ \text{s})+4.4\ \text{W}×(20\ \text{s}+30\ \text{s})=110\ 220\ \text{J}$啦。
(4)通电即加热,请注意防烫。（或使用完请及时拔掉插头；高温蒸汽,请勿对人；切勿用手触碰电热板；使用时请勿离人；使用时请勿覆盖；使用时远离儿童,谨防烫伤；请放置在儿童触摸不到的地方,避免儿童单独玩耍；请勿连续长时间使用蒸汽功能；避免与其他大功率用电器共用同一插座；切勿触碰蒸汽或者熨烫金属部件,以免烫伤；注水和排水前一定要先断开电源,拔掉插头；使用之后一定要等挂烫机冷却后再进行收纳。其他答案,合理均可）