《2025年作业本江西教育出版社九年级物理上册教科版》

1. 学校美术社团为了让同学们体验非遗艺术“烙画”的魅力，新购买了一款两挡可调的电烙铁(图 1 甲)，其内部简化电路如图 1 乙所示，只闭合 $S_1$ 时为慢挡，闭合 $S_1$ 和 $S_2$ 时为快挡。已知电源电压为 $220\ V$，$R_1$ 和 $R_2$ 为发热电阻，其中 $R_1$ 的阻值为 $2200\ \Omega$，快挡加热时电路中的总电流为 $0.3\ A$。
(1) 慢挡加热时的电流是多大？
(2) 电阻 $R_2$ 的阻值是多大？
(3) 快挡加热 $1\ min$，电阻 $R_2$ 将产生多少热量？

答案：
(1)只闭合$S_1$时，$R_1$单独接入电路，为慢挡，根据欧姆定律可得，慢挡加热时的电流：
$I_{慢}=\frac{U}{R_1}=\frac{220\ V}{2200\ \Omega}=0.1\ A$；
(2)闭合$S_1$和$S_2$时，$R_1$、$R_2$并联，为快挡，快挡加热时电路中的总电流为$0.3\ A$，根据并联电路电流规律可知，通过$R_2$的电流：
$I_2=I_{快}-I_{慢}=0.3\ A - 0.1\ A = 0.2\ A$，
根据欧姆定律可得，电阻$R_2$的阻值：
$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{220\ V}{0.2\ A}=1100\ \Omega$；
(3)快挡加热$1\ min$，电阻$R_2$将产生的热量：
$Q=I_2^2R_2t=UI_2t=220\ V×0.2\ A×60\ s = 2640\ J$。
综上，答案依次为：
(1)$0.1\ A$；
(2)$1100\ \Omega$；
(3)$2640\ J$。

2. 图 2 所示的是小明家新购买的一台电烧烤炉，它由一根电热丝组成，它的额定电压为 $220\ V$，额定加热功率为 $2200\ W$。
(1) 电烧烤炉正常工作时，电热丝的电阻是多少？
(2) 电烧烤炉正常工作 $100\ s$ 产生的热量是多少？

答案：
(1) $22\ \Omega$；
(2) $220000\ J$。

3. 图 3 是某品牌家用电热水壶的简化电路图，电源电压为 $220\ V$，$R_1$、$R_2$ 是发热电阻，$R_1$ 的阻值为 $22\ \Omega$，开关 $S$ 为单刀双掷开关。当开关 $S$ 接 $a$ 时为保温挡，保温挡的功率为 $440\ W$；当开关 $S$ 接 $b$ 时为加热挡。求：
(1) 保温挡工作时电路中的电流；
(2) 电热水壶在加热挡工作 $5\ min$ 产生的热量。

答案：
(1)保温挡功率$P_{保}=440W$，电压$U = 220V$，
根据$P=UI$可得，保温挡工作时电路中的电流：
$I_{保}=\frac{P_{保}}{U}=\frac{440W}{220V}=2A$。
(2)当开关$S$接$a$时为保温挡，$R_1$与$R_2$串联，由$I=\frac{U}{R}$可得，保温挡时电路中的总电阻：
$R_{总}=\frac{U}{I_{保}}=\frac{220V}{2A}=110\Omega$，
已知$R_1 = 22\Omega$，根据串联电路电阻特点可得，$R_2$的阻值：
$R_2=R_{总}-R_1=110\Omega - 22\Omega=88\Omega$。
当开关$S$接$b$时为加热挡，电路中只有$R_1$工作，
根据$Q = W=\frac{U^{2}}{R}t$可得，电热水壶在加热挡工作$5min$产生的热量：
$Q=\frac{U^{2}}{R_1}t=\frac{(220V)^{2}}{22\Omega}×5×60s = 6.6×10^{5}J$。
综上，答案为：
(1)保温挡工作时电路中的电流为$2A$；
(2)电热水壶在加热挡工作$5min$产生的热量为$6.6×10^{5}J$。