7. 图 13 - 3 - 4 是超市常用的塑料袋封口夹的工作原理图,电源电压为 $ 5 \mathrm{V} $,电热丝 $ R $ 的阻值为 $ 1 \Omega $。闭合开关 $ S $,电热丝的温度升高,利用电流的效应实现高温封口。$ 3 \mathrm{s} $ 内电流产生的热量为______ $ \mathrm{J} $。若使用时总把塑料袋烫坏,可以______(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。

热 75 增大

【解析】
1. 电流通过电热丝时，电热丝温度升高，是利用电流的热效应实现高温封口；
2. 根据焦耳定律$Q=\frac{U^{2}}{R}t$，代入$U=5\mathrm{V}$，$R=1\Omega$，$t=3\mathrm{s}$，可得$Q=\frac{(5\mathrm{V})^{2}}{1\Omega}×3\mathrm{s}=75\mathrm{J}$；
3. 若塑料袋被烫坏，说明电流产生的热量过多，在电源电压和通电时间不变时，根据$Q=\frac{U^{2}}{R}t$，增大电热丝的阻值，可减少电流产生的热量。
【答案】
热；75；增大
【知识点】
电流的热效应；焦耳定律的应用
【点评】
本题考查电流的热效应及焦耳定律的计算和应用，结合生活实际，理解公式中各物理量的关系是解题关键。
【难度系数】
0.7

8. 一款电热杯垫如图 13 - 3 - 5 甲所示,有高温和低温两个挡位。杯垫内部的简化电路如图 13 - 3 - 5 乙所示, $ R_1 $、$ R_2 $ 为加热电阻,电源电压为 $ 220 \mathrm{V} $, $ R_1 $ 的阻值为 $ 2200 \Omega $。闭合开关 $ S_1 $、$ S_2 $ 时杯垫处于高温挡,高温挡的电功率为 $ 66 \mathrm{W} $；只闭合开关 $ S_1 $ 时杯垫处于低温挡。问：

(1)在低温挡工作时,电路中的电流是多少？
(2)在低温挡工作 $ 20 \min $,杯垫产生的热量是多少？
(3)电阻 $ R_2 $ 的阻值是多少？

(1)0.1 A
(2)$2.64× 10^{4}$ J
(3)1 100 Ω

【解析】
(1) 只闭合开关$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，杯垫处于低温挡。
根据欧姆定律，电路中的电流：
$I = \frac{U}{R_1} = \frac{220\mathrm{V}}{2200\Omega} = 0.1\mathrm{A}$
(2) 低温挡工作时间$t = 20\min = 1200\mathrm{s}$，
杯垫产生的热量：
$Q = W = UIt = 220\mathrm{V} × 0.1\mathrm{A} × 1200\mathrm{s} = 2.64 × 10^4\mathrm{J}$
(3) 闭合开关$S_1$、$S_2$时，$R_1$与$R_2$并联，杯垫处于高温挡。
先计算$R_1$的电功率：
$P_1 = \frac{U^2}{R_1} = \frac{(220\mathrm{V})^2}{2200\Omega} = 22\mathrm{W}$
则$R_2$的电功率：
$P_2 = P_{\mathrm{高}} - P_1 = 66\mathrm{W} - 22\mathrm{W} = 44\mathrm{W}$
由$P = \frac{U^2}{R}$可得$R_2$的阻值：
$R_2 = \frac{U^2}{P_2} = \frac{(220\mathrm{V})^2}{44\mathrm{W}} = 1100\Omega$
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.1\mathrm{A}}$
(2) $\boldsymbol{2.64× 10^{4}\mathrm{J}}$
(3) $\boldsymbol{1100\Omega}$
【知识点】
欧姆定律、电功率计算、电热计算
【点评】
本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功率和电热的计算，需结合开关状态分析电路结构，明确不同挡位对应的电路连接方式，是电学基础应用题。
【难度系数】
0.6