第2章 第3节 第4课时 常用电热器-【通成学典】2026-2027学年九年级上册科学拔尖特训(浙教版·新教材)

联。小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的阻值R海=10Ω， U沿_2.2V 电路中的电流I一R#=10D =0.22A;小灯泡的额定功 率P额=U额I=3.8VX0.22A=0.836W。 6.(1)如图所示(2)0.5(3)②保持滑片P的位置不 变，闭合开关S、S,断开SU(I2一I1) (第6题图) 解析)(2)由图乙可知，小灯泡在额定电压2.5V时的电 流为0.2A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A 0.5W。(3)②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S, 断开S,读出电流表的示数为I2。在①中，R。与小灯泡并 联，电流表测通过定值电阻的电流，电流表的示数I, 0.25A,定值电阻两端的电压U。=I,R。=0.25A×102= 2.5V,由并联电路电压的规律知，小灯泡两端的电压为 2.5V,小灯泡正常发光；在②中，电流表测小灯泡与R。并 联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小 和通过的电流不变，小灯泡仍正常发光，根据并联电路电 流的规律，小灯泡的额定电流I缬=I2一I1,则小灯泡的额 定功率P颏=U领I缬=U领（I2一I,）。 方法归纳 缺少电表的电路情况分析 缺少电压表时，需要解决两个问题：一是如何判断 灯泡是否正常工作：二是如何在转换测量过程中保持灯 泡两端的电压为额定电压。判断灯泡正常工作，需要调 节灯泡两端的电压为额定电压，因此用定值电阻与电流 表来控制与之并联的灯泡正常工作。在缺少电表的情 况下，测量电阻或电功率时，需要进行“等效替代”，但在 “等效替代”的过程中要确保电路状态不发生变化。 第4课时常用电热器 1.A电饭煲工作时主要将电能转化为内能，是利用电流 热效应工作的。电视机工作时主要将电能转化为声能、光 能；洗衣机、抽油烟机工作时主要将电能转化为机械能，都 不是利用电流热效应工作的。 2.D探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻的关 系”，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻大小，根据 转换法，两烧瓶中分别装等质量的同种液体，玻璃管越细 实验现象越明显，故A、B错误：若控制两烧瓶中电阻丝的 长度、横截面积、材料均相同，则两电阻丝电阻相同，故C 错误；将其中任一电阻丝作为研究对象，则电阻不变，控制 通电时间相同，通过移动变阻器的滑片改变电路中的电 流，故装该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关 0 系，故D正确。 3.(1)串联(2)加热1000 C解析)(1)(2)开关转至bd位置时，电路为R2的简单电 路，开关转至ac位置时，电路为R,和R2的串联电路，因 为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P= 1一。可知，R、R串联时，电路中的电阻最大，电功率 最小，电热器为保温挡；电路为R2的简单电路时，电路中 的电阻最小，电功率最大，电热器为加热挡；因此开关转至 bd位置时，该电热器可实现加热功能：此时它的额定功率 U_(220V=1000w。 Pn热=R248.40 4.D规格相同的烧瓶内装了相同质量的煤油，烧瓶内的 电阻R,>R2,加热2min时，根据Q=I2Rt可知电阻R, 所在的瓶子中煤油吸收的热量较多，由图乙可知A的温度 变化量较大，根据Q=cm△t可知，图乙中A表示R,所在 烧瓶中煤油的温度变化情况，故A、B错误：根据P=R 可知实验过程中，电阻R,的发热功率大于R2,为使煤油 升温更快，可让电路中电流变大，总电阻变小，图甲中滑动 变阻器的滑片可向左移动，故C错误，D正确。 5.(1)如图所示(2)秒表(3)3V(4)6s 变色测温贴P (第5题图) 〔解析)(3)当R,处断路时，若将电压表并联在R,两端， 此时电压表通过R?和滑动变阻器与电源相连，因为电压 表内阻很大，电路中电流几乎为零，R2和滑动变阻器两端 电压几乎为零，所以电压表测量的是电源电压，其示数为 3V。(4)根据焦耳定律Q=IRt,在通电时间相同时，电 流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。当电流由 1A变为2A时，电流的平方变为原来的4倍。要产生相 同的热量，所以变色时间变为原来的子。原来R,变色时 间为245，则现在变色时间为24s×=6s。 6.(1)减小(2)6×10(3)由题意可知，控制电路的电 压U,=6V,恒温箱达到设定的最高温度时，控制电路中的 电流1，=0.05A,由1= 示可得，电路的总电阻R台二 0.05A=1200,因热敏电阻R,的阻值随温度的升高而减 小，所以，R,的阻值最小时，恒温箱达到能够设定的最高温 度值，当R。的阻值最大时，R,的阻值最小，因串联电路中 总电阻等于各分电阻之和，所以，R,的最小阻值R小= R急-R线-R大=1202-202-502=502，由图乙可知， 恒温箱能够设定的最高温度值是80℃(4)减小U,的值 23 或增大R。的最大阻值 〔解析)(2)工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的电 U22(220V)2 热Q=1,2R,t=R2t=48.401 60s=6×10J。(4)由 图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小控制电路 中电流为0.05A时热敏电阻的阻值，当电源电压和电磁铁 吸合时的电流不变时，要减小热敏电阻的阻值，应增大R。 的最大阻值；当电磁铁吸合时的电流和R。的最大阻值不 变时，要减小热敏电阻的阻值，应减小控制电路的电压U,。 7.(1)热(2)增大减小720W(3)电吹风吹冷风 时，通过电动机的电流为1A,工作20s,消耗的电能W= UIt=220V×1A×20s=4400J,Q=20%W=20%× 4400J=880J,由Q=1R,可知R电骑机=号 880J =442 (1A)2×20s 〔解析)(1)当开关S与1、2位置同时连接时，R。与R串 联，电热丝工作，所以吹热风。(2)由图乙知温度由200℃ 继续升高到400℃时，R。电阻增大，电源电压不变，当R。 电阻变大时，电热丝支路中电流变小，电热丝阻值不变，由 P=R,可知电热丝电功率减小；由图乙可知，R。的阻值 最小为102，R急=R小十R=102十452=552，通过电热 丝的电流I=R。=550 U 220V =4A,该电热丝的最大功率 P=I2R=(4A)2×45=720W 专题特训六电功、电热与热量的综合分析计算 P1-6W 1①D由P=U0得L=6元1A(2)当1山 正常发光时，两灯消耗的电能W总=W,十W,=6W×10× 60s+3W×10×60s=5.4×103J(3)由图甲可知，L1正 常发光的电流为1A,L。正常发光的电流为0.5A,两灯串 联在电路中，只有一灯正常发光，另一灯也能长时间工作， 但发光较暗，侧正常发光的灯泡一定是I2,则此时电路中 的电流为0.5A,由图甲可知I1两端的电压为2V,所以电 源电压U=U1+U2=2V+6V=8V,则电路中消耗的总 功率P=UUI=8V×0.5A=4W U 2.(1)由P=尺可知，在电压一定时，电阻越小，功率越 大。由电路图知，当断开S,S接1时，R,、R2串联，电路 总电阻最大，功率最小，为低温挡：当闭合S,S接1时，只 有R,接入电路，为中温挡；当闭合S,S接2时，R,、R 并联，电路总电阻最小，功率最大，为高温挡。中温挡时只 有R接人电路，R,的阻雀R一兴一-韶0 =882 (2)由题意可知，R2=R,=88,由(1)知，低温挡时R,、 R,串联，电火锅在低温挡工作时的电流I=R,十R U 220V 882十880=1.25A(3)在标淮大气压下，水的沸点是 100℃，则将水烧开时需吸收的热量Q暖=c水m△t=4.2× 0 103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×10J,不 计热量损失，W=Q吸=3.36×10J,则需要的时间t= W_3.36×10J≈305s P高1100W 3.(1)只闭合开关S,热水器处于挡位1的工作状态，此时 只有电热丝R工作，根据P发知，电热丝R的电阻R= U2_(220V) P,220W -20n(2)根据P发可知，并联电路 总电阻越小，功率越大，当闭合开关S和S时，电热丝R 和R2并联，此时热水器处于挡位2的工作状态，电热丝R2 _U2_(220V)2 的功率P2=R2=552 =880W;加热挡位2的功率 P2=P,+P2=220W+880W=1100W(3)当闭合开关 S和S,时，电热丝R和R,并联，此时热水器处于挡位3的 工作状态，电热丝R,的功率P一荒- 2200W;加热挡位3的功率P3=P,十PR1=220W+ 2200W=2420W,用时105s消耗的电能W=P3t时= 2420W×105s=2.541×10J;0.88L水的体积V= 0.88×103m3,水的质量m=P水V=1.0×103kg/m3× 0.88×103m3=0.88kg;水温升高80℃-25℃=55℃吸 收的热量Q=cm△1温=4.2×103J/(kg·℃)×0.88kg× _Q×100%= 5℃=2.0328X10J:挡位3工作的效率7一0 2.0328X10J×100%=80%(4)挡位4工作时，电热 2.541×10J 丝R、R,和R2并联，挡位4的加热功率P1=P,十PR1十 PR2=220W+2200W+880W=3300W;挡位4工作时 的电流1-号-”-15A:未超过该插排的最大电 流，故能实现挡位4的正常工作 4.(1)当电吹风吹冷风时，只有电动机工作，其功率P,= P一 110W,由P=UI可得，通过电动机的电流I,= 0Y二Q,5A2)当电吹风吹热风时，电动机和电热丝 同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝R?的电功率 =P-P,=990W-110w=880w,由P-3可得电热 U2_(220V)2 丝R,的阻值R,-户=80W=550(3)t=10min 600s,则电吹风吹冷风10min线圈产生的热量Q,= I,2R1t=(0.5A)2×0.82×600s=120J (4)3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h 电能，电能表的转盘转过3000r,电能表转盘转了200r,消 耗的电能w一器kWh=品W电吹风此时的 忘kwh 实际功率P实=了= =0.8kW=800W 04第2章能的转化与能量守恒 第4课时常用电热器 山一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.下列用电器主要利用电流热效应工作的是 () A.电饭煲 B.电视机 C.洗衣机 D.抽油烟机 2.[2025台州椒江期末]小科用如图所示的电路探究“电流通过导体产生 玻璃管 热量的多少与电阻的关系”。下列说法中，正确的是 ( A.玻璃管越粗，实验现象越明显 B.两烧瓶中分别装等质量的水和煤油 电阻丝 C.需控制两个烧瓶中电阻丝的长度、横截面积、材料均相同 D.该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关系 (第2题图) 3.某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功 能。该电热器的额定电压为220V,R1=20002,R2=48.4。 (1)开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式为 (2)开关转至bd位置时，该电热器可实现 功能，它的额定功率是 。电源。 W。 (第3题图) 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 4.如图甲所示，规格相同的烧瓶内装了相同质量的煤油， 温度计 A ○40 烧瓶内电阻丝的电阻R1>R2,实验得到如图乙所示的 0 煤油温度与加热时间的关系图像，不计热量损失。下列 20 10 说法中，正确的是 () 时间/minm A.加热2min时，两瓶煤油吸收的热量相同 B.图乙中A表示R2所在烧瓶中煤油的温度变化情况 (第4题图) C.在实验过程中，电阻R1的发热功率小于R。 D.为使煤油升温更快，图甲中滑动变阻器的滑片可向左移动 5.势创新实验[2025绍兴柯桥段考]某同学在验证“电流通过导体产生的热量与电阻、 电流及通电时间的关系”时，采用了一种“变色测温贴”（产品介绍如图甲），电源电压为 3V,常温下将测温贴贴在电阻上，利用变色测温贴变色所用的时间来判断导体产生热量的多少。 请回答下列问题： 实验 变色所用的时间/s 变温区 次序 R R2 变温区特性： 变色测温贴 1 9 18 T≥55℃：红色 T<55℃：黑色 电 2 12 24 甲 (第5题图) 3 21 42 (1)用导线将图乙中的电路连接完整，要求连线不得交叉，滑动变阻器置于阻值最大的位置。 51 特训科学（浙教版）九年级上 (2)要完成本实验，除了图乙中所给的测量仪器外，还需要的测量仪器是 (3)正确连接线路，闭合开关，R,处断路，若此时将一电压表并联在R,两端，则观察到电表的示 数为 (4)该同学整理数据得出“在通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比”。 若实验次序2中的电流为1A时，R2所贴变色测温贴的变色时间为24s,则当其他条件不变，仅 电流变为2A时，R,所贴变色测温贴的变色时间为 6.有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示，控制电路由电压U1 触点 n衔铁 电 6V的电源、电磁继电器（线圈电阻R线=202）、滑动变阻器R。(502 1A)和热敏电阻R1组成；工作电路由电压U2=220V的电源、阻值 为48.42的电热丝R2组成。当控制电器中的电流达到0.05A时， R 露 衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电 恒温箱 甲 流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作。热 150 敏电阻R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示。 (1)分析图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而 C100 (2)工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的热量是 J。 50 (3)通过调节控制电路中滑动变阻器R。接入电路的阻值，就能调节 + 0 50100150200 恒温箱中需要设定的不同温度，则恒温箱能够设定的最高温度值是 T/℃ 乙 多少？（写出解答过程） (第6题图) (4)若要提高恒温箱能够设定的最高温度值，请写出两种改进方法： ]三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 7.龙龙家新买了一个电吹风，他想研究一下电吹风的工作原 500- 理。如图甲所示，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷 Ro 风，为了防止温度过高，用一个PT℃电阻R。与电阻为 10F 220V 45Ω的电热丝R串联，R。的阻值随温度的变化如图乙所 035 400 T/℃ 示，请回答下列问题。 (第7题图) (1)当开关S与1、2位置同时连接时，电吹风吹 风。 (2)该电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200℃左右，当它的温度继续升高时，R。电阻将 (填“增大”“减小”或“不变”)，电热丝的发热功率将 (填“增大”“减小”或“不 变”)，则电热丝的最大发热功率为 (3)电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A,工作20s,经计算，热损耗为20%，则此时电动机 线圈的电阻为多少？（不计机械摩擦损耗的能量） 52 >“答案与解析”见D23