第十七章 升阶训练专题十六 多挡位问题与电热综合计算-【优+学案】2025-2026学年新教材九年级全一册物理课时通(沪科版2024)

U2_3V 则电路中的最小电流1m=L,一R一0n0.3A 由P=UI可知，电路中的最小电功率Pa= UI min=6 VX0.3 A=1.8 W. 10.解：(1)由题意可得，灯泡正常工作时的电流 1:-器-0-o5n (2)当S闭合，S1、S2都断开时，灯泡与滑动变阻器 串联，灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压 UR=U-UL颜=12V-6V=6V. 厕滑动变阻器接人电路的阻值R 6V 0.5A=12n. (3)当S闭合，S、S2都断开时， 电路中最大电流为0.5A,电路的最大功率 P1=UI=12V×0.5A=6W. 当S、S1、S2都闭合时，灯泡被短路，R和R。并联在 电路中，此时电路中的电流 I=I+△I=0.5A+1.5A=2A. _U12V 通过滑动变阻器的电流1.一尺一12Q =1A. 则通过R。的电流IRo=I-IR=2A-1A=1A. 调节滑动变阻器，使通过它的最小电流I小= -88号A 则电路中的最小电流I小=IR。十IR小=1A十 5 3A=3A. 电路最小功率P2=U1小=12V× 3A=20w. P与P,的比值号-0W-品 第三节焦耳定律 1.D 2.(1)温度计示数的变化(2)电阻b 电流与通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多 (3)电流电阻与通电时间一定时，电流越大，产生 的热量越多(4)控制变量法 3.C4.105.电流12 6.热3×10°7.3600 8.(1)热 (2)由影响导体电阻大小的因素可知，当进户线的材 料和长度一定时，导线越粗，电阻越小，根据Q一 IRt可知，在电流和通电时间相同的情况下，输电 线的电阻越小，产生的热量越少，输电过程中电能的 损耗越少，而且导线不易发热，用电更安全 9.D10.A11.B 12.6123013.15135 14.1.21:44:115.4016016.450 17.0.051.8×104 18.(1)U形管液面的高度差(2)串联电阻右 (3)电流4：1不相等不一定22 (4)装置漏气(5)BD 19.(1)0.08 (2)解：由流过R的电流一时间图线知，30s时流 过R的电流I=O.O8A,此时R的阻值R= U 12V ī=0.08A =1502,R的电功率P=UI= 12V×0.08A=0.96W (3)>30~40s比90~100s通过R的电流大， 当电压和通电时间相同时，在纯电阻电路中Q= W=UIt,所以Q1>Q2 升阶训练专题十六多挡位问题与 电热综合计算 1.C 2.(1)de旋转开关转至de时，R2与R3并联，电路 电阻最小，功率最大，为高温挡 (2)3.3×10 3.解：(1)水吸收的热量 Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×5kg× (100℃-34℃)=1.386×106J. (2)W高= Q展_1.386×10」=1.848×10J, 75% 14min=840s.P高= =W商=1.848×10」= t 840s 2200W. (3)加热挡为S、S2闭合，S1拨到左边接触点a,此时 两个电阻并联，P商=2200W, 则每个电阻的功率为1100W, _U2_(220V)2 R,=R,=P=1100W=440. 中温挡是S、S2闭合，S断开，此时只有R1工作. 低温挡为S闭合，S拨到右边接触点b,S2断开，此 时两个电阻串联，总电阻为R总=882.P低= U2(220V)2 R总88n =550W, =29 min-24 min=5 min=300 s, W低=P低t低=550W×300s=1.65×105J. 4.401210电路中的熔丝会熔断 5.ABD 6.解：(1)将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量 Q吸=cm△t=cP水V水△t=4.2X103J/(kg·℃)X 1.0×103kg/m3×0.8×10-3m3×(100℃ 20℃)=2.688×105J. U2 (2)由题意可知P如热一R1十R。’' 则定值电阻R。的阻值R,=P你 U2 一R1= (220V)2 800W -20.52=402. 煮茶机的“保温”功率P保量二R,十R。 (220V)2 8402+400=55W. (3)将水“加热”至100℃过程中消耗的电能W= Q吸_2.688×10J」 80% =3.36×105J. 将水“加热”至100℃过程需要的时间为 W3.36×10」=420s=7min. t一P加热 800W 由表格可知，若用户选择“红茶高浓度煮茶”，“煮茶 加热”时间为5min,则保温时间为 t保温=l5min-7min-5min=3min. 煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保 温”状态，共工作15min,这个过程煮茶机消耗的电 能W总一W加热十W保温一P如热t加热十P保温t保湖一 800W×(7×60s+5×60s)+55W×3×60s= 5.859×105J. 7.解：(1)由题图可知，当闭合开关S,开关S1接触点 “0”和“1”时只有电动机接入电路，该机器处于常温 搅拌挡，此时功率P,=100W.当闭合开关S,开关 S接触点“1”和“2”时电动机和电阻R1并联接入电 路中，该机器处于高温翻炒挡，等效电路图如图 所示. 已知高温翻炒挡的功率为P2=2300W,则R1的功 率P=P2-P1=2300W-100W=2200W, U2(220V)2 则R,的阻值R,=P=2200W=220. (2)当闭合开关S,开关S,接触点“3”和“4”时，电阻 R1与R2串联，处于低温慢炖挡，通电1min放出的 U2 (220V)2 热量Q数=RBt=22n+66n×60s=3.3X10J, 牛奶需要吸收的热量Q吸=cm△t=2.5× 103J/(kg·℃)×0.4kg×(55℃-20℃)= 3.5×10J,Q吸>Q放，故不合理. 8.解：(1)由题图甲可知，调温电阻R和定值电阻R。 串联.当R接人电路的阻值为0时，电路为定值电阻 R。的简单电路，此时电熨斗中电流最大，电熨斗的 U 功率最大，根据P= 。可得，定值电阻的阻值 U2(220V)2 R。一P最大440W =1102. U (2)当R最大时，总电阻最大，根据P=R可知，此 时电熨斗工作的功率最小，则根据串联电路的电阻特 点和P=只可得，P◆=R十R大 U (220V)2 1102+1100-220w. (3)根据题图乙可知，温度为180℃对应的电热 U Q=400J,根据Q二上可得，总电阻R$户O t=(220V) 400J -×1s=1212,调温电阻R连入电路的 阻值R'=R串-R。=1212-1102=112. 升阶训练专题十七电功、电功率、 热量的综合计算 1.解：(1)由题可知，电加热器的额定功率为1000W, 正常工作时的电压U=220V,由P=P可得，电热 U2(220V)2 丝的电阻R=P=1000W=48.4n.水吸收的热 量为Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×50kgX (50℃-30℃)=4.2×106J. 若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，则 W=Q吸=Pt, 17 W_4.2×10J=42008 所以，通电时间t=P=1000W (2)由题图乙可知，当h=0.2m时，R,=1502, 则探测电路中的电流I二R,十R。 U 24V 1500+10n=0.15A. 2.解：(1)由题图可知，当闭合开关S,温控开关S1置于 右边两个触点时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻 U2 特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P一尺可 知，电路中的总功率最大，恒温箱处于加热挡.当闭 合开关S,温控开关S置于左边触点时，只有R1工 作，电路中的总电阻最大，总功率最小，恒温箱处于 U2 保温挡。“保温”时恒温箱的电功率P保强一R (220V)2 4400-110w. (2)由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电 路的总功率，则加热挡工作时R2的电功率P2= 2 P热-P保器=550W-110W=440W,由P=R U2(220V)2 知，R2的阻值R,=P,=440W =1102. (3)由P-”可知，恒温箱消耗的电能W= P加热t'=550WX130s=71500J. 由)=Q可知，恒温箱内气体吸收的热量Q:弓 7W=80%×71500J=57200J. 由p=受可知，恒温箱内气体的质量m=V= 1.3kg/m3X2m3=2.6kg. 由Q吸=cm(t一t。)可知，恒温箱的恒温温度t= 57200J 0a+te1.0×10J/kg·℃)X2.6kg .+20℃= cm 42℃. 3.解：(1)1 (2)中温挡时，根据P=R 可知，R=P车 U2 (220V)2 U2 1000W=48.4n.高温挡功率为P有=尺 (220V)2 48.42 =2000W. 2 (3)高温挡正常工作5min产生的热量为Q放= P高t=2000W×5×60s=6×10J.导热油吸收的 热量为Q吸=7Q放=84%×6×105J=5.04×105J. 导热油的比热容为c= Q吸 m△t 5.04×105J 4kgX(75℃-15℃)=2.1X102J/(kg·℃). (4)为了安全，大功率用电器应接地线，以防触电. (合理即可) 4.解：(1)“3000r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h电 能，电能表转盘转3000圈，只让电饭锅在“保温”状 态下正常工作，转盘在5min内转了22圈，消耗的升阶训练专题十六 多挡位问是 ·通专题 MKK111111111 第T阶并联型多挡位 1.(西宁中考)如图甲所示为某品牌电热水壶的简 化电路，有加热和保温两挡，R1和R2均为阻值 不变的发热电阻丝.某次将质量为2kg、初温为 20℃的水加热了4min,电热水壶的加热效率 为87.5%，电功率与时间的关系图像如图乙所 示[c水=4.2×103J/(kg·℃)]，下列说法正确 的是( ) P/W 2000 220V 440 tt2 t/min 甲 乙 A.当开关S接2时，电热水壶处于加热状态 B.R2的阻值为1102 C.加热4min后，水的末温为70℃ D.水吸收的热量为4.2×104J 2.(广州中考)某电热敷腰带如图甲所示，有高 温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电 路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的 阻值均为1100Ω，通过旋转开关可以实现挡 位切换.把电热敷腰带接入220V的家庭电 路中. (1)旋转开关转至 （选填“ab”“bc” “cd”或“de”)时，电热敷腰带处于高温挡工作， 理由是： (2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为 0.25A,通电10min消耗的电能是 旋转开关 220 Vo 甲 △九年级·全一册·物理·HK 题与电热综合计算（答案P16) N智能讲 3.如图所示是一款自动炖煮机 的简化电路图，R1、R2是两 个完全相同的电热丝，S为电 源开关，通过控制开关S、S2 实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换 从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压为 220V,加热效率为75%，但功率信息模糊不 清.为研究该炖煮机的工作情况及有关信息， 在炖煮机中装入5kg的水，闭合开关S,观察 其电子显示屏（消耗电能忽略不计），记录的信 息如表格所示.c水=4.2×103J/(kg·℃)，求： 指示灯状态 工作时间 水温变化 高温灯亮 0~14 min 34℃升至100℃ 中温灯亮 14~24 min 100℃保持不变 低温灯亮 24~29min 100℃保持不变 (1)0~14min水吸收的热量. (2)炖煮机高温挡时的功率。 (3)炖煮机2429min消耗的电能. 117 第2)阶串联型多挡位 4.某同学设计的具有保温、加热 两挡调节功能的电加热器电 路如图所示，已知电源电压为 熔丝 220V,电热丝R1的阻值为 220V。 602,电加热器处于保温挡时的功率为 484W,则电热丝R2的阻值为 2.当电 加热器处于加热挡时，它的功率为 W. 若该同学选用了熔断电流为5A的熔丝，则你 认为该电加热器在实际使用中会出现的状况 是： 5.(多选)（滨州中考）某次实践活动中，小滨观察 了某型号家用电热水器的铭牌如下表所示，他 查看说明书发现其简化电路如图甲所示.P水 1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃).下 列分析正确的是( 项目 参数 kW·h 额定电压W 220 2024回 低温挡功率W 200 D 高温挡功率/W2000 220V1040)A50 3000r/W·h) 容积L 60 o 220 Vo- 甲 A.当S接“1”时，电热水器为高温挡 B.满箱水的温度由20℃升高到70℃，水吸收 的热量为1.26×107J C.R的阻值为24.22 D.断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正 常加热1min,可使图乙所示电能表的转盘 转100r 6.(潍坊中考)中国茶文化源远 流长.图示是一款智能煮茶机 的简化电路图，电源电压U 220V,R。、R1、R2是阻值不 变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1= 20.52,R2=8402,S为电源开关，通过温控 开关S,可实现“加热”和“保温”状态的切换， 煮茶机的“加热”功率P加热=800W,“加热”效 率7=80%.煮茶机会根据用户选择的茶品和 118 所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程 是首先将水“加热”至100℃，然后继续以“加 热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”(“煮茶 加热”时间如表格所示)，最后自动进入“保温” 状态.将0.8L、初温为20℃的水装入煮茶机， c水=4.2×103J/(kg·℃)，水的密度p= 1.0×103kg/m3. 低浓度“煮茶中浓度“煮茶 高浓度“煮茶 茶品 加热”时间 加热”时间 加热”时间 乌龙茶 2 min 5 min 10 min 红茶 1 min 2 min 5 min 黑茶 2 min 5 min 7 min (1)求将水“加热”至100℃过程中水吸收的 热量 (2)求煮茶机的“保温”功率. (3)若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经 过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温” 状态，共工作15min,求这个过程煮茶机消耗 的电能 优计学案·课时通 第3)阶混合型多挡位 7.(威海中考)小明家有一款多功能厨房神器，它 的内部结构主要由两个电热丝和一个电动机 构成，通过旋转开关可实现常温搅拌、高温翻 炒、低温慢炖、高温蒸煮（电动机可实现搅拌、 翻炒功能).参数如表所示，内部电路简图如图 所示.已知R2的阻值为662. 部分参数 功能 额定功率P/W 0 常温搅拌 100 213 220V 高温翻炒 2300 R 低温慢炖 高温蒸煮 请回答下列问题： (1)画出该机器高温翻炒功能的等效电路图， 并求出R,的阻值 (2)小明早晨想利用该机器的低温慢炖功能将 质量为400g、初温为20℃的牛奶加热到 55℃，他把加热时间设置为1min,请通过计 算说明这种设置是否合理？[不计热量损失， c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)] △九年级，全一册.物理·HK 第4)阶滑动变阻器型多挡位 8.某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示，额定电 压为220V、最大功率为440W,发热部分由调 温电阻R和定值电阻R。组成，调温电阻R是 可变电阻，其最大阻值为1102.电阻值均不 受温度影响.求： ↑Q小 60 500 400 300 200 220V Ro 100 0 3U10U15 200 250/℃ 甲 乙 (1)定值电阻R。的阻值. (2)该电熨斗工作时的最小功率， (3)假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨 斗温度t的关系如图乙所示，若某次电熨斗工 作时温度为180℃，此时调温电阻接人电路的 阻值为多大？ 119