《2025年同步练习河南大学出版社九年级物理全一册沪科版》

1. 如图甲为某新型路灯的工作原理图,$R_{1} = 9 Ω$,路灯 L 标有“220 V 220 W”,控制电路中光敏电阻$R_{2}$的阻值随光强增强而减小,当$R_{2}两端的电压U_{2} \geq 3 V$时,开关$S_{2}$与 c 点接触,电路接通,路灯 L 正常工作。某次检测时,模拟光照强度随时间变化的关系如图乙所示；光照强度为$2 × 10^{3} lx$时,路灯 L 刚好开始工作。求：
(1)路灯 L 正常工作时的电流。
(2)当路灯 L 刚好开始工作时,$R_{1}$的电功率。
(3)检测时,0~10 h 内路灯 L 消耗的电能。

答案： $(1)$路灯$L$正常工作时的电流$:I_{L}=\frac{P_{L}}{U_{L}}=\frac{220\ W}{220\ V}=1\ A　$　　
$(2)$由图甲可知$,$工作电路为路灯$L$的简单电路$,$控制电路中$R_{1}$与$R_{2}$串联接入电路$;R_{2}$两端的电压是$3V$时$,$路灯$L$恰好正常工作$,$由串联电路电压的规律可知$,R_{1}$两端的电压$:U_{1}=U - U_{2}=6\ V-3\ V=3\ V。$$R_{1}$的电功率$:P_{1}=\frac{U_{1}^{2}}{R_{1}}=\frac{(3\ V)^{2}}{9\ \Omega}=1\ W　$　　
$(3)$由图乙可知$,0~2\ h$和$8~10\ h$光照强度小于$2×10^{3}\ lx,$路灯$L$能工作$,$路灯$L$的工作的时间$:t = 2\ h+2\ h=4\ h。$路灯$L$消耗的电能$:W = P_{L}t = 220×10^{-3}\ kW×4\ h=0.88\ kW·h$　　

2. 如图甲、乙所示分别是某型号电烤箱和其内部简化电路,工作电压为 220 V,$R_{1}和R_{2}$均为电烤箱中的加热元件。此电烤箱有高温和低温两个挡位,低温挡功率为 242 W,高温挡功率为 1 210 W。
(1)求$R_{1}$的阻值。
(2)求$R_{2}$的阻值。
(3)在某次用电高峰期,关闭家里其他用电器,只让电烤箱高温挡工作,观察到家里的电能表(如图丙)的转盘 6 min 内转过 300 转。求此时家庭电路的实际电压为多少伏？

答案： $(1)$由图乙可知$,$开关$S_{1}、$$S_{2}$闭合时$,$为$R_{1}$的简单电路$,$此时的电阻小于两电阻串联的电阻$,$根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知总功率较大$,$为高温挡$;$根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知$:R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{高}}=\frac{(220\ V)^{2}}{1210\ W}=40\ \Omega　$　　
$(2)$当只闭合开关$S_{1}$时$,$两电阻串联$,$总电阻较大$,$根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知总功率较小$,$为低温挡$;$根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知$,$总电阻$:R=\frac{U^{2}}{P_{低}}=\frac{(220\ V)^{2}}{242\ W}=200\ \Omega。$根据电阻串联的特点可知$:R_{2}=R - R_{1}=200\ \Omega-40\ \Omega=160\ \Omega　$　　
$(3)$由图丙可知$,$电能表转盘转$300$转时$,$消耗的电能$:W=\frac{300}{3000}\ kW·h=0.1\ kW·h。$根据$W = Pt$可知$,$实际功率$:P_{实}=\frac{W}{t}=\frac{0.1\ kW·h}{\frac{6}{60}\ h}=1\ kW=1000\ W。$根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知$,$此时家庭电路的实际电压$:U_{实}=\sqrt{P_{实}R_{1}}=\sqrt{1000\ W×40\ \Omega}=200\ V$