《2024年海淀单元测试AB卷九年级物理全一册沪粤版》

13. 如图是小刚的笔记本电脑支架，通过导线与电脑连接时，五个风扇会转动起来，在此过程中电能主要转化为_______. 电脑单独工作15min时，家中标有3200imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁160次，则电脑的功率为_______W.

答案： 机械能 200

14. 由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的_______效应而造成大量的电能损耗. 用超导电缆输电可大大降低能量损耗，已知某段输电线路电流为200A，电阻为0.5Ω. 若用超导电缆代替该线路输电1h，可节约电能_______kW·h，这些电能可使一盏“220V 20W”的灯泡正常工作_______h.

答案： 热 20 1000 [解析]导线电阻为$0.5\ \Omega$，若用超导电缆代替该线路，1 h 可节约电能$W = I^2Rt=(200\ A)^2×0.5\ \Omega×3600\ s = 7.2×10^7\ J = 20\ kW·h$；由$P=\frac{W}{t}$得，灯泡正常工作的时间$t'=\frac{W}{P}=\frac{20\ kW·h}{20×10^{-3}\ kW}=1000\ h$.

15. 如图所示，将灯$L_{1}$、$L_{2}$按甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中. 灯$L_{1}$在甲、乙两个电路中的电功率分别为4W和9W，设两灯的电阻不变，则灯$L_{1}$、$L_{2}$的电阻之比为_______.

答案： $2 : 1$

16. 如图所示，电源电压恒为12V，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样，灯$L_{1}$、$L_{2}$分别标有“6V 6W”和“3V 3W”字样. 只闭合$S_{1}$、$S_{3}$时，滑动变阻器滑片P位于某位置，灯$L_{1}$、$L_{2}$均正常发光，则通过灯$L_{1}$的电流为_______A，滑动变阻器消耗的电功率为$P_{1}$；此时只闭合$S_{1}$、$S_{2}$，为保证灯$L_{1}$正常发光，滑片P应向_______(选填“左”或“右”)移动，滑动变阻器消耗的电功率为$P_{2}$，则$P_{1}:P_{2}=$_______.

答案： 1 右 $1 : 2$ [解析]只闭合$S_1$、$S_3$时，由于灯$L_1$正常发光，由$P = UI$得，通过灯$L_1$的电流$I_1=\frac{P_{L1}}{U_1}=\frac{6\ W}{6\ V}=1\ A$，所以此时电路中电流$I = I_1 = 1\ A$，则电路总电功率$P = UI = 12\ V×1\ A = 12\ W$，由于两灯均正常发光，灯泡的实际功率与额定功率相等，所以此时滑动变阻器消耗的电功率$P_1 = P - P_{L1} - P_{L2} = 12\ W - 6\ W - 3\ W = 3\ W$；根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端电压$U_{左}=U - U_1 - U_2 = 12\ V - 6\ V - 3\ V = 3\ V$；由$I=\frac{U}{R}$可知，此时滑动变阻器连入电路的阻值$R_{左}=\frac{U_{左}}{I}=\frac{3\ V}{1\ A}=3\ \Omega$；只闭合$S_1$、$S_2$，灯$L_1$与滑动变阻器右边电阻串联，则$R_{右}=R - R_{左}=10\ \Omega - 3\ \Omega = 7\ \Omega$；由$I=\frac{U}{R}$可知，灯$L_1$的阻值$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{6\ V}{1\ A}=6\ \Omega$；根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中总电阻$R_{总}=R_1 + R_{右}=6\ \Omega + 7\ \Omega = 13\ \Omega$；则此时电路中电流$I'=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12\ V}{13\ \Omega}\approx0.923\ A＜1\ A$；为保证灯$L_1$正常发光，应减小滑动变阻器连入电路的阻值，则滑片$P$应向右移动；由于要保证灯$L_1$正常发光，则电路总电功率$P' = UI_1 = 12\ V×1\ A = 12\ W$，所以此时滑动变阻器消耗的电功率$P_2 = P' - P_{L1} = 12\ W - 6\ W = 6\ W$，则$P_1 : P_2 = 3\ W : 6\ W = 1 : 2$.

17. (14分)小明探究“电流一定时，导体的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱(符号为 )、开关及若干导线.
(1)为了完成此探究实验，请你在图甲的虚线框内将电路图补充完整；若连接电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如图乙所示，其原因可能是__________________________.
(2)实验中利用公式_______计算电阻箱阻值不同时的功率，实验过程需要记录的物理量有：电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和_______.
(3)在实验中，小明需多次改变电阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动滑动变阻器的滑片来控制____________；多次改变电阻箱阻值的目的是__________________________.
(4)完成上述实验后，小明又从实验室借了一个额定电压为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了图丙所示的电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：闭合开关$S_{1}$，将开关$S_{2}$拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表的示数为2.5V；再将开关$S_{2}$拨到触点1，读出电压表的示数为4.5V，小灯泡的额定功率$P =$_______W.

答案：

(1)如图所示. 电压表正、负接线柱接反了

(2)$P = UI$ 电阻箱的阻值$R$
(3)通过电阻箱的电流一定 探究“电流一定时，导体的电功率与导体电阻的关系”的普遍规律
(4)0.5 [解析]
(4)闭合开关$S_1$，将开关$S_2$拨到触点 2，把电阻箱调到$10\ \Omega$，刚好使电压表的示数为 2.5 V，此时灯泡正常发光；将开关$S_2$拨到触点 1，保持电阻箱的阻值不变，读出电压表的示数$U = 4.5\ V$，则电阻箱两端的电压$U_R = U - U_{额}=4.5\ V - 2.5\ V = 2\ V$；电路中的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{2\ V}{10\ \Omega}=0.2\ A$，则小灯泡的额定功率$P = U_{额}I = 2.5\ V×0.2\ A = 0.5\ W$.