《2025年一本九年级物理下册人教版》

10.把一个标有“$10\ V\ \ 3\ W$”字样的小灯泡和定值电阻 R 串联后接在电压为$12\ V$的电源上（如图所示），小灯泡恰好能正常工作。该电路工作$10\ s$，定值电阻 R 产生的热量是 （ ）

A.6 J
B.36 J
C.30 J
D.60 J

答案： A

[变式] 如图所示，灯 L 上标有“$4\ V\ \ 2\ W$”的字样，电阻$R = 20\ \Omega$，闭合开关 S，灯 L 正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），通电$1\ min$电阻 R 产生的热量为______ J。

答案： 48

11.(模型建构)小明同学在科学课上表演了一个小魔术，用三角形的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上（如图所示），闭合开关后，火柴最容易被点燃的位置是 （ ）

A.a 点
B.b 点
C.c 点
D.都一样

答案： A

12.(跨学科实践)为研究温度对种子发芽率的影响，课外活动小组要做一个电烘箱，若要求在$60\ s$内产生$9.68×10^{3}\ J$的热量，使用的电源电压为$220\ V$，则该电烘箱电热丝的阻值应为______ $\Omega$，电功率为__________ W（结果保留一位小数）。

答案： 300@@161.3

13.如图所示的电路中，电源电压为$12\ V$且保持不变，小灯泡的规格为“$6\ V\ \ 3\ W$”（阻值不变），滑动变阻器$R_{2}$的最大阻值为$24\ \Omega$，电流表的量程为$0～3\ A$。当只闭合开关$S_{2}$时，小灯泡恰好能正常发光，求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)当只闭合开关$S_{2}$时，在$1\ min$内电流通过电阻$R_{1}$所产生的热量；
(3)当三个开关都闭合时，在电路安全的前提下，整个电路$10\ s$内放出热量的最大值。

答案： 【解析】（1）小灯泡的电阻Rₗ = $\frac{Uₗ²}{Pₗ}$ = $\frac{(6V)²}{3W}$ = 12Ω （2）当只闭合开关S₃时，电阻R₁与小灯泡串联，且小灯泡正常发光，此时小灯泡两端的电压Uₗ = 6V 电路中的电流I = Iₗ = $\frac{Pₗ}{Uₗ}$ = $\frac{3W}{6V}$ = 0.5A 电阻R₁两端的电压U₁ = U - Uₗ = 12V - 6V = 6V 在1min内电流通过电阻R₁所产生的热量 Q₁ = W₁ = U₁It = 6V×0.5A×1×60s = 180J （3）当三个开关都闭合时，小灯泡被短路，电阻R₁与滑动变阻器R₂并联，因为滑动变阻器R₂的阻值可以为0，所以该支路电流可以无穷大，由于电流表的最大测量值为3A，因此干路的最大电流为3A，整个电路10s内放出热量的最大值Q = W = UI₍大₎t′ = 12V×3A×10s = 360J 【答案】（1）12Ω （2）180J （3）360J

14.物理实验室有一个微型电动机，铭牌上标有“$12\ V\ \ 3\ W$”的字样，电动机线圈的电阻为$1.92\ \Omega$。兴趣小组的同学想让这个电动机工作工作，但手边只有一个电压恒为$18\ V$的电源，于是他们找来一个阻值合适的电阻 R 与电动机串联并接入电路，如图所示，电动机恰好正常工作。
(1)求所串联的电阻 R 的阻值。
(2)求电动机工作工作时，电阻 R 的电功率。
(3)电动机工作时，主要把电能转化为机械能，一部分一部分在线在线圈中以热量的形式散失掉。已知电流通过导体时产生的热量$Q = I^{2}Rt$，求电动机工作工作时的效率。

答案： 【解析】（1）电动机正常工作时，电路中的电流 I = I₍R₎ = I₍额₎ = $\frac{P₍额₎}{U₍额₎}$ = $\frac{3W}{12V}$ = 0.25A 电源电压U = 18V，由串联电路的分压特点可知，电阻R两端的电压 U₍R₎ = U - U₍额₎ = 18V - 12V = 6V 电阻R = $\frac{U₍R₎}{I₍R₎}$ = $\frac{6V}{0.25A}$ = 24Ω （2）电动机正常工作时，电阻R的电功率 P₍R₎ = U₍R₎I₍R₎ = 6V×0.25A = 1.5W （3）电动机正常工作的时间为t时，消耗的电能 W₍电₎ = P₍额₎t = 3W×t 产生的热量 Q = I²R₍M₎t = (0.25A)²×1.92Ω×t = 0.12W×t 转化成的机械能 W₍机₎ = W₍电₎ - Q = 3W×t - 0.12W×t = 2.88W×t 电动机正常工作时的效率 η = $\frac{W₍机₎}{W₍电₎}$ = $\frac{2.88W×t}{3W×t}$ = 0.96 = 96% 【答案】（1）24Ω （2）1.5W （3）96%