《2025年同步解析与测评学考练九年级物理全一册人教版》

【跟踪练习】
5. (2024·四川成都中考)小张想设计一个有低温、中温和高温三个挡位的电加热器,其电路图如图所示,电源电压为220 V,电热丝的阻值分别为 $ R_{1} $、$ R_{2} $,开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝,$ R_{1} = 242 \Omega $,另外两根电热丝的阻值分别是121 Ω和242 Ω,则还应该选取阻值为121Ω的电热丝。开关S接触1、2两个触点时,通电1 min,电流产生的热量是1.2×10⁴J。

答案： 121 1.2×10⁴

【典型例题6】(2024·四川遂宁中考)某电热水壶的额定电压为220 V,额定加热功率为1000 W,电热丝在电路中的位置如图所示。已知 $ c_{水} = 4.2 × 10^{3} J/(kg·℃) $。

(1)正常工作时,求电热丝的电阻R。
(2)用该电热水壶把质量为1 kg的水从20 ℃加热至100 ℃,求水吸收的热量。
(3)在第(2)问中,电热水壶正常工作,若电热丝产生的热量的80%被水吸收,则该加热过程需要多少秒?

答案：
思路导引
(1)由题意可知,电热水壶的额定电压为220 V,额定加热功率为1000 W,则电热丝的电阻 $ R = \frac{U^{2}}{P} = \frac{(220 V)^{2}}{1000 W} = 48.4 \Omega $。
(2)水吸收的热量 $ Q_{吸} = c_{水}m(t_{末} - t_{初}) = 4.2 × 10^{3} J/(kg·℃) × 1 kg × (100 ℃ - 20 ℃) = 3.36 × 10^{5} J $。
(3)由 $ \eta = \frac{Q_{吸}}{W} $ 可知,电热水壶消耗的电能 $ W = \frac{Q_{吸}}{\eta} = \frac{3.36 × 10^{5} J}{80\%} = 4.2 × 10^{5} J $,根据 $ P = \frac{W}{t} $ 可得,电热水壶需要的加热时间 $ t = \frac{W}{P} = \frac{4.2 × 10^{5} J}{1000 W} = 420 s $。
答案
(1)48.4 Ω
(2)$ 3.36 × 10^{5} J $
(3)420 s
关键点拨 电热综合题解题模型