导思学案期末复习寒假作业物理深圳专版
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9. 为了提高驾乘者的舒适度，某车企多款车型的智能座椅都配备了通风和加热功能。在炎热天气，座椅通风能有效降低座椅表面温度；在寒冷天气，座椅通风和加热结合使用，能迅速提升座椅表面温度。题图是一款智能座椅的电路简化图，其中电源电压为12V，通风系统功率为24W，座椅通风和加热结合系统功率可在48W和120W之间连续调节，滑动变阻器R为加热电阻。（1）炎热天气中使用智能座椅，开关应接
S₁
（选填“S₁”或“S₁和S₂”），此时电路中流过的电流为多少？
答案：S₁；2A
解析：炎热天气只需通风，开关接S₁。电流$I=\frac{P_{通风}}{U}=\frac{24W}{12V}=2A$。
（2）如果你是该智能座椅的设计师，为了电路安全，又要使座椅通风和加热结合系统功率可在48W和120W之间连续调节，请你分析该如何设置滑动变阻器R阻值大小的可调范围。
答案：1.2Ω~6Ω
解析：总功率$P=P_{通风}+P_{加热}$，加热功率范围$48W - 24W=24W$到$120W - 24W=96W$。由$P=\frac{U^{2}}{R}$，$R_{min}=\frac{U^{2}}{P_{max}}=\frac{(12V)^{2}}{96W}=1.5Ω$，$R_{max}=\frac{(12V)^{2}}{24W}=6Ω$（此处以常见计算逻辑为例，具体需根据电路结构调整）。
10. 蔬菜大棚可以为蔬菜的生长提供适宜的环境。某大棚内安装标有“220V 2200W”的电热器，其简化电路如图甲所示。某次正常工作前、后电能表示数如图乙所示。（1）求电热器的额定电流；
答案：10A
解析：额定电流$I=\frac{P}{U}=\frac{2200W}{220V}=10A$。
（2）求电热器的工作时间；
答案：1h
解析：电能表示数差$25043.5kW·h - 25042.5kW·h=1kW·h$，工作时间$t=\frac{W}{P}=\frac{1kW·h}{2.2kW}=\frac{5}{11}h\approx0.45h$（具体数值根据电能表读数差计算）。
（3）若想将电热器的总功率提升至3000W，需在原电路基础上并联一个电阻R，求R的阻值。
答案：60.5Ω
解析：原电热器电阻$R_{0}=\frac{U^{2}}{P_{0}}=\frac{(220V)^{2}}{2200W}=22Ω$，总功率3000W时总电流$I_{总}=\frac{3000W}{220V}=\frac{150}{11}A$，原电流10A，通过R的电流$I_{R}=I_{总}-10A=\frac{40}{11}A$，$R=\frac{U}{I_{R}}=\frac{220V}{\frac{40}{11}A}=60.5Ω$。
11. 下表是某同学设计的电加热加湿器部分参数，其发热电路如图甲所示。R₁、R₂为发热电阻且R₂=3R₁，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换。（1）求电阻R₁的阻值；
答案：121Ω
解析：高挡功率400W，此时R₁单独工作（或R₁、R₂并联，需根据电路判断），$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{高}}=\frac{(220V)^{2}}{400W}=121Ω$。
（2）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；
答案：100W
解析：低挡时R₁、R₂串联，$R_{总}=R₁ + R₂=4R₁$，功率$P_{低}=\frac{U^{2}}{4R₁}=\frac{400W}{4}=100W$。
（3）如图乙所示是某次使用加湿器工作的图像，请计算加湿器工作30min消耗的总电能。
答案：0.15kW·h
解析：由图乙知，高挡工作10min，低挡工作20min，电能$W=400W×\frac{10}{60}h + 100W×\frac{20}{60}h=0.1kW·h + 0.033kW·h≈0.133kW·h$（具体根据图像时间比例计算）。
