《2025年同步练习册分层卷九年级物理全一册沪科版》

24. (6分)如图所示,小灯泡L的额定电压为3.8V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关S,流过定值电阻R的电流为0.1A,流过小灯泡L的电流为0.2A。求：
(1)此时小灯泡L的电阻；
(2)小灯泡L的实际功率；
(3)通电20s,小灯泡L和定值电阻R共消耗的电能。

答案： 解:
(1)由题图可知，闭合开关S,小灯泡L与定值电阻R并联，由欧姆定律可得，定值电阻R 两端的电压
$ U_{R}=I_{R}R=0.1\ A×20\ \Omega=2\ V $，
并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得，此时小灯泡L的电阻
$ R_{L}=\frac{U}{I_{L}}=\frac{2\ V}{0.2\ A}=10\ \Omega $。
(2)由$ P=UI $得，小灯泡L的实际功率
$ P_{L}=UI_{L}=2\ V×0.2\ A=0.4\ W $。
(3)小灯泡L与定值电阻R并联，干路电流
$ I=I_{R}+I_{L}=0.1\ A+0.2\ A=0.3\ A $，
通电20s,小灯泡L和定值电阻R共消耗的电能
$ W=UIt=2\ V×0.3\ A×20\ s=12\ J $。

25. (6分)某校师生自制了一台电烘箱,电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,10min可产生$6.6×10^5J$的热量,求：
(1)这台电烘箱的电功率；
(2)电阻丝工作时的电阻。

答案： 解:
(1)由$ P=\frac{W}{t} $可得，这台电烘箱的电功率
$ P=\frac{W}{t}=\frac{6.6×10^{5}\ J}{10×60\ s}=1.1×10^{3}\ W $。
(2)由$ P=I^{2}R $可得，电阻丝工作时的电阻
$ R=\frac{P}{I^{2}}=\frac{1.1×10^{3}\ W}{(5\ A)^{2}}=44\ \Omega $。

26. (8分)一台热水器有三个挡位,分别为低温挡、中温挡和高温挡,内部简化电路如图所示$,R_1$和$R_2$均为电热丝$,R_1= 88Ω,R_2= 22Ω。$
(1)如何控制$S_1$和$S_2,$使热水器处于高温挡？
(2)在低温挡正常工作5min,电热丝产生的热量是多少？
(3)在中温挡正常工作时热水器的功率是多少？

(1)闭合开关$ S_{1} $，并将$ S_{2} $拨至位置a。
(2)$1.32×10^{5}\ J$
(3)$550\ W$

答案： 解:
(1)由题图可知，当闭合开关$ S_{1} $，并将$ S_{2} $拨至位置a时，$ R_{1} $和$ R_{2} $并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由$ P=\frac{U^{2}}{R} $可知，此时总功率最大，热水器处于高温挡。
(2)当断开$ S_{1} $，并将$ S_{2} $拨至位置b时，$ R_{1} $和$ R_{2} $串联接入电路，由$ P=\frac{U^{2}}{R} $可知，此时总功率最小，热水器处于低温挡，此时热水器正常工作5min，电热丝产生的热量
$ Q=\frac{U^{2}}{R_{1}+R_{2}}t=\frac{(220\ V)^{2}}{88\ \Omega+22\ \Omega}×5×60\ s=1.32×10^{5}\ J $。
(3)只闭合开关$ S_{1} $时，电路为$ R_{1} $的基本电路，热水器处于中温挡，此时热水器的功率
$ P_{中}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(220\ V)^{2}}{88\ \Omega}=550\ W $。