《2025年同步练习册分层检测卷九年级物理全一册人教版》

17. 电动自行车是常见的交通工具。某型号的电动自行车质量为48 kg,输出电压为48 V,电动机的额定功率为240 W,电池最大储能能量$E = 3×10^{6}$ J。
(1)如图所示停放,若整车与水平地面的接触总面积为$4×10^{-3} m^{2}$,求车对水平地面的压强。
(2)若电动自行车以额定功率行驶,求通过电动机的电流。
(3)若电动自行车匀速行驶时受到的阻力为80 N,能量转化率为80%,求充满电后能行驶的最远路程。

答案： 17.解:
(1)水吸收的热量
$　Q_{吸}=cm△t=4.2×10^{3}J/(kg·℃)×1.5kg×(100 ℃−20℃)=5.04×10^{5}J $
(2)该电热水壶正常工作14min消耗的电能
$　W=Pt=800W×14×60s=6.72×10^{5}J $
　则该电热水壶的效率
$　　η = \frac{Q_{吸}}{W}=\frac{5.04×10^{5}J}{6.72×10^{5}J}×100%=75%$
　答:
(1)水吸收的热量是$5.04×10^{5}J;$
(2)该电热水壶加热时的效率是75%。

18. 图甲是某款鸡蛋孵化器,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。孵化器简化电路如图乙所示,$R_1$、$R_2$都是发热电阻,孵化器相关参数如下表所示。


(1)孵化器在保温挡正常工作,通过$R_2$的电流是多少?
(2)$R_2$的阻值是多少?
(3)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗电能是多少? 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： $(1)$ 求孵化器在保温挡正常工作时通过$R_2$的电流
解：当开关$S$闭合，$S_1$断开时，电路中只有$R_2$工作，此时孵化器处于保温挡。
根据$P = UI$，可得通过$R_2$的电流$I=\frac{P_{保温}}{U}$。
已知$P_{保温}=22W$，$U = 220V$，则$I=\frac{22W}{220V}= 0.1A$。
$(2)$ 求$R_2$的阻值
解：根据$I=\frac{U}{R}$，可得$R_2=\frac{U}{I}$。
由$(1)$知$U = 220V$，$I = 0.1A$，所以$R_2=\frac{220V}{0.1A}=2200\Omega$。
$(3)$ 求孵化器在加热挡正常工作$5$分钟消耗的电能和对水加热的效率
求消耗的电能：
解：已知加热挡功率$P_{加热}=80W$，时间$t = 5min=5×60s = 300s$。
根据$W = P_{加热}t$，可得$W=80W×300s = 2.4×10^{4}J$。
求加热效率：
解：已知水吸收的热量$Q_{吸}=2.16×10^{4}J$。
根据效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}×100\%$，可得$\eta=\frac{2.16×10^{4}J}{2.4×10^{4}J}×100\% = 90\%$。
综上，答案依次为：$(1)$$\boldsymbol{0.1A}$；$(2)$$\boldsymbol{2200\Omega}$；$(3)$消耗电能$\boldsymbol{2.4×10^{4}J}$，效率$\boldsymbol{90\%}$ 。