《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

25. (6分)(2024·乐山)如图所示的电路中,电阻$ R_{1}= 10 \Omega $.闭合开关S,电流表$ A_{2} $示数为1 A.
(1)求电源电压;
(2)当滑片P位于滑动变阻器$ R_{P} $中点时,电流表$ A_{1} $示数为1.2 A,求此时滑动变阻器$ R_{P} $接入电路的阻值;
(3)当滑片P位于滑动变阻器$ R_{P} $最右端时,求整个电路的电功率.

答案：
(1)10 V
(2)50 Ω
(3)11 W解析：
(1)由图可知为并联电路，根据题意及并联电路电压规律可得电源电压为$U=U_{1}=I_{2}R_{1}=1\ \text{A}×10\ \Omega=10\ \text{V}$。
(2)由图可知电流表$A_{1}$测干路电流，电流表$A_{2}$测通过定值电阻的电流；电流表$A_{1}$示数为1.2 A，电流表$A_{2}$示数为1 A，根据并联电路电流规律可得通过滑动变阻器的电流为$I_{\text{滑}}=I_{1}-I_{2}=1.2\ \text{A}-1\ \text{A}=0.2\ \text{A}$，则此时滑动变阻器接入电路阻值为$R_{P}=\frac{U}{I_{\text{滑}}}=\frac{10\ \text{V}}{0.2\ \text{A}}=50\ \Omega$。
(3)当滑片P位于滑动变阻器$R_{P}$最右端时，滑动变阻器全部接入电路，由
(2)可得滑动变阻器接入电路阻值为100 Ω，此时通过滑动变阻器的电流为$I_{\text{滑1}}=\frac{U}{R}=\frac{10\ \text{V}}{100\ \Omega}=0.1\ \text{A}$，干路电流为$I=I_{\text{滑1}}+I_{1}=0.1\ \text{A}+1\ \text{A}=1.1\ \text{A}$，整个电路的电功率为$P=UI=10\ \text{V}×1.1\ \text{A}=11\ \text{W}$。

26. (12分)某种带保温功能的电热水壶,其发热部分电路如图所示.已知电源电压U= 220 V保持不变,电阻丝$ R_{1}= 110 \Omega $、$ R_{2}= 88 \Omega $.通过调节开关$ S_{1} $、$ S_{2} $可以实现低温、中温、高温三挡的切换;当水温降到60 ℃时,电路自动切换成低温挡进行保温.已知$ c_{水}= 4.2 × 10^{3} J/(kg \cdot^{\circ} C) $.
(1)当电热水壶处于中温挡时,求电热水壶消耗的电功率;
(2)当电热水壶分别处于高温挡与低温挡时,求通过电阻丝$ R_{1} $的电流之比;
(3)用电热水壶高温挡把m= 2 kg的水从$ T_{1}= 28^{\circ} C 加热到 T_{2}= 100^{\circ} C $,自动断电,其中电热水壶加热效率$ \eta=84 \% $.当电热水壶中水温降到60 ℃时,继续保温t= 1.8 h,问电热水壶这次加热和保温一共消耗多少度电?

答案：
(1)440 W
(2)$9:5$
(3)0.64度解析：
(1)当$S_{1}$闭合，$S_{2}$拨到B时，$R_{1}$、$R_{2}$并联，电路中的电阻最小，电功率最大，为高温挡；当$S_{1}$断开，$S_{2}$拨到A时，$R_{1}$、$R_{2}$串联，电路中的电阻最大，电功率最小，为低温挡；当$S_{1}$闭合，$S_{2}$拨到A时，电路为$R_{1}$的简单电路，为中温挡；中温挡电热水壶消耗的电功率：$P_{\text{中温}}=\frac{U^{2}}{R_{\text{中温}}}=\frac{(220\ \text{V})^{2}}{110\ \Omega}=440\ \text{W}$。
(2)高温挡通过电阻丝$R_{1}$的电流$I_{1}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{220\ \text{V}}{110\ \Omega}=2\ \text{A}$，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，低温挡通过电阻丝$R_{1}$的电流$I_{1\text{低温}}=I_{\text{低温}}=\frac{U}{R_{\text{低温}}}=\frac{U}{R_{1}+R_{2}}=\frac{220\ \text{V}}{110\ \Omega + 88\ \Omega}=\frac{10}{9}\ \text{A}$，则电热水壶分别处于高温挡与低温挡时通过电阻丝$R_{1}$的电流之比$\frac{I_{1}}{I_{1\text{低温}}}=\frac{2\ \text{A}}{\frac{10}{9}\ \text{A}}=\frac{9}{5}$。
(3)低温挡时，$R_{1}$、$R_{2}$串联，由串联电路的特点可知，此时电路的总电阻$R_{\text{低温}}=R_{1}+R_{2}=110\ \Omega + 88\ \Omega = 198\ \Omega$，则低温挡的电功率$P_{\text{低温}}=\frac{U^{2}}{R_{\text{低温}}}=\frac{(220\ \text{V})^{2}}{198\ \Omega}=\frac{2200}{9}\ \text{W}$，由$P=\frac{W}{t}$可知，电热水壶保温消耗的电能$W_{\text{保温}}=P_{\text{低温}}t=\frac{2200}{9}\ \text{W}×1.8×3600\ \text{s}=1.584×10^{6}\ \text{J}$，水吸收的热量$Q_{\text{吸}}=c_{\text{水}}m\Delta T=4.2×10^{3}\ \text{J}/(\text{kg}\cdot^{\circ}\text{C})×2\ \text{kg}×(100\ ^{\circ}\text{C}-28\ ^{\circ}\text{C})=6.048×10^{5}\ \text{J}$，由$\eta=\frac{Q_{\text{吸}}}{W}×100\%$可得，电热水壶加热消耗的电能$W_{\text{加热}}=\frac{Q_{\text{吸}}}{\eta}=\frac{6.048×10^{5}\ \text{J}}{84\%}=7.2×10^{5}\ \text{J}$，电热水壶这次加热和保温一共消耗电能：$W=W_{\text{加热}}+W_{\text{保温}}=7.2×10^{5}\ \text{J}+1.584×10^{6}\ \text{J}=2.304×10^{6}\ \text{J}=0.64\ \text{kW}\cdot\text{h}=0.64$度。