《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

8. 以电路总电流大小划分的三挡电炖锅的工作电路可简化为如图所示的电路图,其两段电阻丝的阻值分别为$R_1和R_2$,且$R_1＞R_2$。
(1)电炖锅工作时,将电能转化为内能。
(2)当闭合$S_1$、$S_3$,断开$S_2$时,电炖锅处于高温挡位；当闭合$S_2$,断开$S_1$、$S_3$时,电炖锅处于中温挡位；当闭合$S_3$,断开$S_1$、$S_2$时,电炖锅处于低温挡位。(均选填“高”“中”或“低”)
(3)当电炖锅处于高温挡时,通过$R_1$的电流小于$R_2$的电流；当电炖锅处于低温挡时,$R_1$两端的电压大于$R_2$两端的电压。(均选填“大于”“小于”或“等于”)

答案： 【解析】：
(1)考查电流的热效应，电炖锅工作时，消耗电能，获得内能，将电能转化为内能。
(2)考查电功率的计算公式$P = UI = I^{2}R = \frac{U^{2}}{R}$的应用，当闭合$S_1$、$S_3$,断开$S_2$时，$R_1$与$R_2$并联，总电阻$R_{并}$最小，根据$P = \frac{U^{2}}{R}$，此时总功率$P_{并}$最大，电炖锅处于高温挡位；当闭合$S_2$,断开$S_1$、$S_3$时，只有$R_1$接入电路，此时总电阻$R_{1}$较大，总功率$P_{1}$较小，电炖锅处于中温挡位；当闭合$S_3$,断开$S_1$、$S_2$时，$R_1$与$R_2$串联，总电阻$R_{串}$最大，根据$P = \frac{U^{2}}{R}$，此时总功率$P_{串}$最小，电炖锅处于低温挡位。
(3)考查串、并联电路的电流规律和电压规律，当电炖锅处于高温挡时，$R_1$与$R_2$并联，根据并联电路的电压规律，各支路两端电压相等，都等于电源电压，再根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$，因为$R_1＞R_2$，所以通过$R_1$的电流小于$R_2$的电流；当电炖锅处于低温挡时，$R_1$与$R_2$串联，根据串联电路的电流规律，各处电流相等，再根据欧姆定律$U = IR$，因为$R_1＞R_2$，所以$R_1$两端的电压大于$R_2$两端的电压。
【答案】：
(1)内
(2)高；中；低
(3)小于；大于

9. 当今,许多家庭在坐便器上安装了有加热、冲洗等功能的智能电热马桶盖,如图甲所示。其电路图如图乙所示,用两定值电阻$R_1和R_2$表示两电热丝,其中$R_2= 1100\ \Omega$,开关$S_2$可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时,有高温、中温、低温三挡可调节,其额定电压为220 V。
(1)当$S_1$闭合,$S_2$接a端,正常工作时,电路中总功率为88 W,请计算$R_1$的电阻值。
550Ω
(2)当$S_1$断开,$S_2$接b端时,此时该电路应是______(选填“高温”“中温”或“低温”)挡,并计算此时电路的总功率为多少？
低温29.3W

答案： 【解析】：
本题可根据不同开关状态下的电路连接情况，结合电功率公式$P = \frac{U^{2}}{R}$（其中$P$为功率，$U$为电压，$R$为电阻）来分析求解。
（1）当$S_1$闭合，$S_2$接$a$端时，电路中只有$R_1$接入电路，此时电路处于中温挡，已知家庭电路电压$U = 220V$，中温挡功率$P_{中}=88W$，根据$P = \frac{U^{2}}{R}$可得$R_1$的电阻值为：$R_1=\frac{U^{2}}{P_{中}}=\frac{(220V)^{2}}{88W}=550\Omega$。
（2）当$S_1$断开，$S_2$接$b$端时，$R_1$与$R_2$串联，此时电路总电阻$R_{串}=R_1 + R_2$，因为串联电路总电阻大于其中任何一个分电阻，根据$P = \frac{U^{2}}{R}$可知，在电压一定时，电阻越大，功率越小，所以此时电路处于低温挡。
已知$R_1 = 550\Omega$，$R_2 = 1100\Omega$，则总电阻$R_{串}=R_1 + R_2 = 550\Omega + 1100\Omega = 1650\Omega$，再根据$P = \frac{U^{2}}{R}$可得此时电路的总功率为：$P_{低}=\frac{U^{2}}{R_{串}}=\frac{(220V)^{2}}{1650\Omega}\approx 29.3W$。
【答案】：
(1)$R_1$的电阻值为$550\Omega$；
(2)低温；此时电路的总功率约为$29.3W$。