《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册北师大版》

1. 亮亮家经常使用电热水壶烧水。电热水壶的工作电路如图 Z - 5 - 1 所示,$ R_1 $、$ R_2 $ 为阻值未知的电热丝。电热水壶的铭牌如下表所示。
|额定电压|220 V|
|高温挡电功率|1100 W|
|低温挡电功率|880 W|


(1)由图 Z - 5 - 1 可知：当 $ S_1 $ 闭合、$ S_2 $ ______ 时,电热水壶处于高温挡。
(2)电热水壶在低温挡正常工作时,电路中的电流为 ______。
(3)向壶内装入质量为 2 kg、温度为 25℃的水,电热水壶在高温挡正常工作约 90 s,水温升高到 35℃,这时电热水壶的加热效率约为 ______。[水的比热容为 $ 4.2×10^3 \, J/(kg·℃) $,电热丝的电阻不随温度变化,结果保留一位小数]

答案： 1. 答案
(1)闭合
(2)4 A
(3)84.8%
解析
(1)根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知,电功率最大时电路总电阻最小,因此电热水壶处于高温挡时应闭合$S_{1}$、$S_{2}$。
(2)由题表可知,低温挡的电功率为 880 W,由$P=UI$可得,电热水壶在低温挡正常工作时,电路中的电流$I_{低}=$$\frac{P_{低}}{U}=\frac{880\ W}{220\ V}=4\ A$。
(3)水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot\ ^{\circ}C)×$$2\ kg×(35\ ^{\circ}C-25\ ^{\circ}C)=8.4× 10^{4}\ J$,
电热水壶在高温挡正常工作约 90 s,消耗的电能$W=$$P_{高}t=1100\ W×90\ s=9.9× 10^{4}\ J$,
电热水壶的加热效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}=\frac{8.4× 10^{4}\ J}{9.9× 10^{4}\ J}\approx84.8\%$。

2. 某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图 Z - 5 - 2 所示,已知 $ R_1 = 44 \, \Omega $,$ R_2 = 2156 \, \Omega $。

(1)开关 $ S $ 置于 ______(选填“$ a $”或“$ b $”)处时是高温烧煮挡,此时电功率是多大？
(2)保温焖饭时电路中的电流是多少？10 min 内电路产生的热量是多少？

答案： 2. 答案
(1)a 1100 W
(2)0.1 A 1.32×10⁴ J