《2025年一课一练创新练习九年级物理人教版》

7.图7甲是某品牌电饭锅的简化电路图，下表为其部分技术参数。$R_1$、$R_2$为发热电阻，且$R_1=R_2$，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“保温挡”“加热挡”之间的转换。
(1) 求电阻$R_1$的阻值。
(2) 据电饭锅的原理图计算电饭锅处于保温位置时的发热功率。
(3) 图7乙是某次使用装满水的电饭锅工作30 min的图像，在标准大气压下水从20 ℃加热烧开，水吸收的热量是多少？求电饭锅消耗的总电能。

答案： 解：
(1)当开关转到3、4的位置时，即电饭锅处于加热挡，此时的功率由图可知为$P_加=1100\ {W}$，电路中只有$R_1$接入电路中，电阻$R_1$的阻值
$R_1=\frac{U^2}{P_{加}}=\frac{(220\ {V})^2}{1100\ {W}}=44\ {\Omega}$
(2)“保温挡”功率较小的时候，即两电阻串联。
由于$R_1=R_2=44\ {\Omega}$，所以保温时的功率为
$P_{保温}=\frac{U^2}{R_总}=\frac{(220\ {V})^2}{2 × 44\ {\Omega}}=550\ {W}$
(3)装满水时水的质量为
$m_水=\rho V=1 × 10^3\ {kg/m^3} × 3 × 10^{-3}\ {m^3}=3\ {kg}$
水吸收的热量为
$Q_吸=cm(t-t_0)=4.2 × 10^3\ {J/(kg · \degreeC)} × 3\ {kg} × (100\ {\degreeC}-20\ {\degreeC})=1.008 × 10^6\ {J}$
电饭锅消耗的总电能
$W=P_{加热}t_1+P_{保温}t_2=1100\ {W} × 10 × 60\ {s}+550\ {W} × 20 × 60\ {s}=1.32 × 10^6\ {J}$