《2025年世纪金榜金榜学案九年级物理全一册人教版》

1.(2024·苏州中考)某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻$R_{1}和分压电阻R_{2}$,S是温控开关,当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A。求:

(1)$R_{1}$的阻值;
(2)电饭锅高温挡的功率;
(3)保温16 min,分压电阻$R_{2}$产生的热量。

答案： 1.解:
(1)当S接a时,电饭锅处于高温挡。由$ I=\frac{U}{R} $可得,$ R_{1}=\frac{U}{I_{\text{高}}}=\frac{220\ \text{V}}{4\ \text{A}}=55\ \Omega $。
(2)电饭锅高温挡的功率:$ P_{\text{高}}=UI_{\text{高}}=220\ \text{V} × 4\ \text{A}=880\ \text{W} $。
(3)当S接b时,电饭锅处于低温挡。电路总电阻:$ R=\frac{U}{I_{\text{保}}}=\frac{220\ \text{V}}{0.25\ \text{A}}=880\ \Omega $;电阻$ R_{2} $的阻值:$ R_{2}=R-R_{1}=880\ \Omega -55\ \Omega =825\ \Omega $;保温16 min,分压电阻$ R_{2} $产生的热量:$ Q_{2}=I_{\text{保}}^{2}R_{2}t=(0.25\ \text{A})^{2} × 825\ \Omega × 16 × 60\ \text{s}=4.95 × 10^{4}\ \text{J} $。

2.(2024·长沙中考)小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部简化电路图如图所示。电源两端电压为6V,电热丝$R_{1}$、$R_{2}$的阻值恒定,$R_{1}= 4\ \Omega$。

(1)只闭合开关$S_{1}$时,通过$R_{1}$的电流是多大?
(2)只闭合开关$S_{1}$时,$R_{1}$的电功率是多少?
(3)电源两端电压为6V时,“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源,则使用“速热”挡通电10s电路产生的热量是多少?

答案： 2.解:
(1)由电路图可知,只闭合开关$ S_{1} $时,电路为$ R_{1} $的简单电路,通过$ R_{1} $的电流:$ I_{1}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{6\ \text{V}}{4\ \Omega}=1.5\ \text{A} $。
(2)电热丝$ R_{1} $、$ R_{2} $的阻值恒定,只闭合开关$ S_{1} $时,$ R_{1} $的电功率:$ P_{1}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(6\ \text{V})^{2}}{4\ \Omega}=9\ \text{W} $;
(3)当两开关都闭合时,两电阻并联,电路电阻最小,由$ P=\frac{U^{2}}{R} $可知,此时功率最大,为"速热"挡。电源两端电压为6 V时,由$ P=UI $可得,干路中的电流:$ I=\frac{P}{U}=\frac{36\ \text{W}}{6\ \text{V}}=6\ \text{A} $;通过$ R_{2} $的电流:$ I_{2}=I-I_{1}=6\ \text{A}-1.5\ \text{A}=4.5\ \text{A} $;由$ I=\frac{U}{R} $可得,$ R_{2} $的阻值:$ R_{2}=\frac{U}{I_{2}}=\frac{6\ \text{V}}{4.5\ \text{A}}=\frac{4}{3}\ \Omega $。若更换成电压为5 V的电源,此时电路中的电流:$ I'=\frac{U'}{R_{1}}+\frac{U'}{R_{2}}=\frac{5\ \text{V}}{4\ \Omega}+\frac{5\ \text{V}}{\frac{4}{3}\ \Omega}=5\ \text{A} $;使用"速热"挡通电10 s电路产生的热量:$ Q=W=U'I't=5\ \text{V} × 5\ \text{A} × 10\ \text{s}=250\ \text{J} $。