5.(1811,1814)某款电热杯有高、中、低三挡,简化电路如图所示$,S_1、$$S_2$不能同时闭合$,R_1$的阻值为2.5 Ω。只闭合$S_3$时,电路中的电流为2 A。则下列说法中正确的是()。


A.电源电压为10 V
B.只闭合$S_1、$$S_3$时,电热杯处于低温挡
C.只闭合$S_3$时,电热杯工作1 min产生的热量为600 J
D.用电热杯加热100 g水,水温由25 ℃升高到35 ℃,水吸收的热量为420 J

C

A选项：只闭合$S_3$时，只有$R_1$接入电路，根据欧姆定律$U=IR$，已知$I=2A$，$R_1 = 2.5\Omega$，则$U=2A×2.5\Omega = 5V$，所以A选项错误。
B选项：只闭合$S_1$、$S_3$时，$R_1$与$R_2$并联，总电阻小于其中任何一个电阻，根据$P=\frac{U^{2}}{R}$，此时总功率较大，电热杯处于高温挡，所以B选项错误。
C选项：只闭合$S_3$时，$I = 2A$，$R_1=2.5\Omega$，$t = 1min=60s$，根据$Q=I^{2}R_1t=(2A)^{2}×2.5\Omega×60s = 600J$，所以C选项正确。
D选项：根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，$c = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，$m = 100g=0.1kg$，$\Delta t=35^{\circ}C - 25^{\circ}C = 10^{\circ}C$，则$Q_{吸}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×0.1kg×10^{\circ}C = 4200J$，所以D选项错误。

6.(1814)如图所示,灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,定值电阻R= 10 Ω,滑动变阻器$R_1$的最大阻值为20 Ω,闭合开关S。将开关$S_1$拨至2,滑片P移至a端,灯泡正常发光。

(1)求灯泡正常发光时的电流。
(2)滑片P移至b端,开关$S_1$拨至1,求定值电阻R工作10 min产生的热量。
(3)接着将开关S拨回2,电流表示数为0.24 A,求此时灯泡的功率。

(1)灯泡正常发光时，$U=6\,V$，$P=3\,W$，由$P=UI$得电流$I=\frac{P}{U}=\frac{3\,W}{6\,V}=0.5\,A$。
(2)滑片在b端时$R_1=20\,\Omega$，$S_1$拨至1，$R_1$与$R$串联，总电阻$R_{总}=20\,\Omega+10\,\Omega=30\,\Omega$，电源电压$U=6\,V$（由(1)灯泡正常发光时$R_1$在a端阻值为0，电源电压等于灯泡额定电压），电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\,V}{30\,\Omega}=0.2\,A$，$t=10\,min=600\,s$，热量$Q=I^2Rt=(0.2\,A)^2×10\,\Omega×600\,s=240\,J$。
(3)$S_1$拨回2，滑片仍在b端，$R_1=20\,\Omega$，电流$I'=0.24\,A$，灯泡两端电压$U_L=U-I'R_1=6\,V-0.24\,A×20\,\Omega=1.2\,V$，功率$P=U_LI'=1.2\,V×0.24\,A=0.288\,W$。
(1)$0.5\,A$
(2)$240\,J$
(3)$0.288\,W$

7.(1814)小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图所示。电源两端电压为6 V,电热丝$R_1、$$R_2$的阻值恒定$,R_1= 4 Ω。$闭合开关$S_1、$$S_2$时为“速热”挡,总功率为36 W。

(1)只闭合开关$S_1$时$,R_1$的电功率是多少?
(2)“速热”挡时,通过$R_2$的电流是多大?
(3)若更换成电压为5 V的电源,则使用“速热”挡通电10 s产生的热量是多少?

(1)9W；(2)4.5A；(3)250J。

(1)只闭合开关$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，$R_1$的电功率：$P_1=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(6\ V)^2}{4\ \Omega}=9\ W$
(2)闭合开关$S_1$、$S_2$时，$R_1$与$R_2$并联，总功率$P=36\ W$，电路总电流：$I=\frac{P}{U}=\frac{36\ W}{6\ V}=6\ A$，通过$R_1$的电流：$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{6\ V}{4\ \Omega}=1.5\ A$，通过$R_2$的电流：$I_2=I - I_1=6\ A-1.5\ A=4.5\ A$
(3)“速热”挡时，$R_1$与$R_2$并联，$R_2$的阻值：$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{6\ V}{4.5\ A}=\frac{4}{3}\ \Omega$，总电阻：$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}=\frac{1}{4\ \Omega}+\frac{3}{4\ \Omega}=1\ \Omega$，更换电源后，产生的热量：$Q=\frac{U'^2}{R}t=\frac{(5\ V)^2}{1\ \Omega}×10\ s=250\ J$

【物理学与日常生活】电流具有热效应,只要有电流通过导体,导体就要发热。电热既有积极可利用的一面,也有消极危害的一面。请分别列举利用电热为人们服务和电热给人们带来危害的例子。
(1)利用电热的例子:;
(2)电热带来危害的例子:。

(1)电热水器、电暖器、电烙铁等；
(2)电线因过热老化引发火灾、电动机工作时因电热导致温度过高影响使用寿命等。