《2025年优佳学案（云南）九年级物理全一册人教版》

8. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,$ R_1 = 20 \Omega $,只闭合开关 $ S_1 $ 时,电流表的示数为 $ 0.3 A $。

(1)求电源电压。
(2)再闭合开关 $ S_2 $ 时,电流表的示数为 $ 0.5 A $,求 $ R_2 $ 的电阻。
(3)当开关 $ S_1 $、$ S_2 $ 处于什么状态时,该电路的总功率最大？在最大功率的情况下,通电 $ 10 \min $,求整个电路消耗的电能。

答案：
(1) 只闭合开关 $ S_1 $ 时，电路为 $ R_1 $ 的简单电路，电流表测通过 $ R_1 $ 的电流，
由 $ I = \frac{U}{R} $ 可得，电源电压：
$ U = I_1 R_1 = 0.3A × 20\Omega = 6V $；
(2) 再闭合开关 $ S_2 $ 后，$ R_1 $ 与 $ R_2 $ 并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过 $ R_1 $ 的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过 $ R_2 $ 的电流：
$ I_2 = I - I_1 = 0.5A - 0.3A = 0.2A $，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，$ R_2 $ 的阻值：
$ R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{6V}{0.2A} = 30\Omega $；
(3) 由 $ P = \frac{U^2}{R} $ 可知，电源电压一定时，总电阻最小为该电路总功率最大，由电路图可知，$ S_1 $、$ S_2 $ 均闭合时，$ R_1 $、$ R_2 $ 并联，电路的总电阻最小，
此时电路的总功率最大，通电 $ 10\min $ 整个电路消耗的电能：
$ W = UIt = 6V × 0.5A × 10 × 60s = 1800J $。

9.(2025 罗山县期末)如图甲所示,这是家庭常见的养生壶,正常工作时的电压为 $ 220 V $,该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位(如图乙所示),其中加热挡功率为 $ 1100 W $,加热电阻 $ R_1 $ 的阻值为 $ 220 \Omega $。当双触点开关 $ S $ 接触 1 和 2 时,养生壶处于保温挡,养生壶在保温挡的电功率为220 $ W $。当养生壶调节到加热挡时,通电 $ 1 \min $,电流通过加热电阻 $ R_2 $ 产生的热量为$5.28×10^{4}$ $ J $。

答案： 保温；$220$；$5.28×10^{4}$

10.(2024 深圳)图甲是某款鸡苗孵化器,底部装有加热器。通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量。孵化器的简化电路如图乙所示,$ R_1 $、$ R_2 $ 都是发热电阻,孵化器的相关参数如表所示。

|额定电压| $ 220 V $|
|额定功率|加热挡 $ 80 W $|
| |保温挡 $ 22 W $|

(1)孵化器在保温挡正常工作时,通过 $ R_2 $ 的电流是多少？
(2)$ R_2 $ 的电阻是多少？
(3)孵化器在加热挡正常工作 $ 5 \min $ 消耗的电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量 $ 2.16 × 10^4 J $,则孵化器对水加热的效率是多少？

答案：
(1)$0.1\,A$；
(2)$2200\,\Omega$；
(3)$2.4×10^{4}\,J$，$90\%$