《2025年基础训练大象出版社九年级物理全一册人教版》

7. (★★★)如图 18.4 - 6 甲所示为新型电饭锅,它能智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路图如图 18.4 - 6 乙所示,$ R_1 $ 和 $ R_2 $ 均为电热丝的电阻,$ S_1 $ 和 $ S_2 $ 为温控开关,其中 $ S_2 $ 有 $ A $、$ B $ 两个触点,可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当 $ S_1 $ 闭合、$ S_2 $ 连接触点 $ A $ 时,处于高温挡,高温挡功率为 $ 1100\ W $。已知 $ R_1 = 55\ \Omega $,家庭电路电压为 $ 220\ V $ 且保持不变。

(1) 处于高温挡时,电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？
(2) 求电热丝的电阻 $ R_2 $ 的大小。
(3) 当 $ S_1 $ 断开、$ S_2 $ 连接触点 $ B $ 时,处于低温挡,求此时电路的总功率。
(4) 如图 18.4 - 6 丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像,求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。

答案：
(1)处于高温挡时,电饭锅正常工作时电路中的总电流$I_{高}=\frac{P_{高}}{U}=\frac{1100\ W}{220\ V}=5\ A$。
(2)高温挡时,电阻为$R_{1}$、$R_{2}$的两电热丝并联,流过电阻为$R_{1}$的电热丝的电流$I_{1}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{220\ V}{55\ \Omega}=4\ A$,流过电阻为$R_{2}$的电热丝的电流$I_{2}=I_{高}-I_{1}=5\ A-4\ A=1\ A$,则电热丝的电阻$R_{2}=\frac{U}{I_{2}}=\frac{220\ V}{1\ A}=220\ \Omega$。
(3)$S_{1}$断开,$S_{2}$连接触点B时,电阻为$R_{1}$、$R_{2}$的两电热丝串联,此时电路的总功率$P_{低}=\frac{U^{2}}{R_{总}}=\frac{(220\ V)^{2}}{55\ \Omega+220\ \Omega}=176\ W$。
(4)只闭合开关$S_{1}$时,只有电阻为$R_{1}$的电热丝接入电路,处于中温挡,此时电路的电功率$P_{中}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(220\ V)^{2}}{55\ \Omega}=880\ W$,结合题图丙,电饭锅本次煮饭消耗的电能$W=W_{1}+W_{2}+W_{3}=P_{高}t_{1}+P_{中}t_{2}+P_{低}t_{3}=1100\ W×10×60\ s+880\ W×(25-10)×60\ s+176\ W×(30-25)×60\ s=1.5048×10^{6}\ J$。

8. (★★)电熨斗通电一段时间后变得很烫,而连接电熨斗的导线却不怎么热,这主要是因为【D】
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电熨斗快
C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D.导线的电阻远小于电熨斗中电热丝的电阻

答案： D