《2025年新课堂同步学习与探究九年级物理全一册人教版》

2. 将 $ R_1 = 12 \Omega $、$ R_2 = 6 \Omega $ 两电阻串联在某一电源上,$ R_1 $、$ R_2 $ 消耗的功率之比 $ P_1 : P_2 = $ $2 : 1$,此时电路消耗的总功率为 $ P $。再将它们并联后接入同一电源上,电路的总电阻 $ R' = $ $4 \Omega$,此时电路消耗的总功率为 $ P' $,$ P : P' = $ $2 : 9$。

答案： $2 : 1$；$4 \Omega$；$2 : 9$

3. 如图所示的电路中,电源电压为 $ 20 \mathrm{V} $,定值电阻 $ R $ 为 $ 20 \Omega $,滑动变阻器标有“$ 30 \Omega $ $ 1 \mathrm{A} $”字样,电压表选用的量程是 $ 0 \sim 15 \mathrm{V} $。在该电路正常使用的情况下,则(B)。

A.电路消耗的最大功率为 $ 20 \mathrm{W} $
B.电路消耗的最小功率为 $ 8 \mathrm{W} $
C.电压表的最小示数为 $ 5 \mathrm{V} $
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为 $ 10 \Omega $

答案： B

4. 如图所示,$ \mathrm{L} $ 是标有“$ 6 \mathrm{V} $ $ 1.2 \mathrm{W} $”字样的灯泡,$ R $ 是定值电阻。断开开关 $ S_2 $,闭合开关 $ S_1 $ 和 $ S_3 $,灯泡正常发光,电流表的示数为 $ 0.50 \mathrm{A} $。

(1)求灯泡正常发光时,$ 1 \mathrm{min} $ 内灯泡消耗的电能。
(2)求定值电阻 $ R $ 的阻值。
(3)断开开关 $ S_1 $ 和 $ S_3 $,闭合 $ S_2 $,改变电源电压,使灯泡仍正常发光,求电路的总功率。

答案：
(1)灯泡正常发光时功率$P=1.2\,W$，时间$t=1\,min=60\,s$，电能$W=Pt=1.2\,W×60\,s=72\,J$。
(2)断开$S_2$，闭合$S_1$、$S_3$时，$R$与$L$并联，电流表测干路电流。灯泡正常发光，电源电压$U=U_{额}=6\,V$。灯泡电流$I_L=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{1.2\,W}{6\,V}=0.2\,A$。干路电流$I=0.50\,A$，通过$R$的电流$I_R=I - I_L=0.50\,A-0.2\,A=0.3\,A$。$R=\frac{U}{I_R}=\frac{6\,V}{0.3\,A}=20\,\Omega$。
(3)断开$S_1$、$S_3$，闭合$S_2$时，$R$与$L$串联。灯泡正常发光，电路电流$I=I_L=0.2\,A$。灯泡电阻$R_L=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}=\frac{(6\,V)^2}{1.2\,W}=30\,\Omega$。总电阻$R_{总}=R + R_L=20\,\Omega+30\,\Omega=50\,\Omega$。总电压$U_{总}=IR_{总}=0.2\,A×50\,\Omega=10\,V$。总功率$P_{总}=U_{总}I=10\,V×0.2\,A=2\,W$。
(1)72J
(2)20Ω
(3)2W

5. 如图所示,小华家电能表的示数是 1362.5 度。他只让某电水壶工作,发现在 $ 10 $ 分钟内电能表表盘转过了 $ 600 $ 转,则该电水壶的实际功率为 1200 $ \mathrm{W} $。不计能量损失,如果该电水壶正在给 $ 2 \mathrm{L} $ 水加热,水温升高 $ 40 ° \mathrm{C} $ 时,加热时间为 280 $ \mathrm{s} $。

答案： 1362.5；1200；280

6. 市场上有一种电热饮水机,如图是饮水机的简化电路图,$ S $ 是温控开关,$ R_1 $ 是调节电阻,其阻值为 $ 176 \Omega $,$ R_2 $ 是供加热的电阻丝,饮水机的铭牌参数如表所示。

(1)若饮水机正常工作的加热效率为 $ 90\% $,现将质量为 $ 1.5 \mathrm{kg} $,初温为 $ 20 ° \mathrm{C} $ 的水在标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少？需加热多长时间？已知 $ c_{水} = 4.2 × 10^3 \mathrm{J/(kg \cdot ° C)} $。(时间计算结果保留整数。)
(2)当饮水机处于保温状态时,它的保温功率是多少？

答案：
(1)
水吸收的热量：
$Q_{吸}=cm(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×1.5kg×(100 - 20)^{\circ}C = 5.04×10^{5}J$；
由$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}$得，消耗的电能$W = \frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{5.04×10^{5}J}{90\%}=5.6×10^{5}J$；
由$P = \frac{W}{t}$得，加热时间$t=\frac{W}{P}=\frac{5.6×10^{5}J}{1100W}\approx509s$；
(2)
当$S$闭合时，$R_1$被短路，电路中只有$R_2$，此时功率$P = \frac{U^{2}}{R_{2}} = 1100W$，则$R_{2}=\frac{U^{2}}{P}=\frac{(220V)^{2}}{1100W}=44\Omega$；
当$S$断开时，$R_1$与$R_2$串联，此时电路的总电阻$R = R_{1}+R_{2}=176\Omega + 44\Omega = 220\Omega$；
保温功率$P_{保}=\frac{U^{2}}{R}=\frac{(220V)^{2}}{220\Omega}=220W$；
综上，答案为：
(1)$5.04×10^{5}J$；$509s$；
(2)$220W$。