《2025年能力培养与测试九年级物理上册教科版》

9. （西藏中考）扎西家两挡位电热水壶的简化电路原理图如图 6 - 6 所示，$S_{1}$为温控开关，当水沸腾时会自动断开。$R_{1}$和$R_{2}$为加热定值电阻，$R_{1}=44\Omega$，保温挡的功率为$110W$。求：
（1）加热时$R_{1}$的电功率。
（2）在加热挡工作时电路的总电流。
（3）某次烧水，电热水壶将水加热至沸腾耗时$5min$，自动跳转至保温挡工作$5min$，在这$10min$内电热水壶消耗的电能。

答案： 9. 解：
(1)加热时，R₁和R₂并联，R₁的电功率$P_{R_{1}}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(220V)^{2}}{44\Omega}=1100W$。
(2)根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，当只闭合开关S时，为保温挡，电阻R₂的阻值$R_{2}=\frac{U^{2}}{P_{保}}=\frac{(220V)^{2}}{110W}=440\Omega$，在加热挡工作时电路的总电流$I_{并}=\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{R_{2}}=\frac{220V}{44\Omega}+\frac{220V}{440\Omega}=5.5A$。
(3)加热5min电热水壶消耗的电能W加热 = UI并t = 220V×5.5A×5×60s = 3.63×10⁵J，保温5min电热水壶消耗的电能W保温 = P保t保 = 110W×5×60s = 3.3×10⁴J，在这10min内电热水壶消耗的电能W = W加热 + W保温 = 3.63×10⁵J + 3.3×10⁴J = 3.96×10⁵J。