《2025年阳光夺冠九年级物理下册》

20. 小明想探究“电流做功与哪些因素有关”的实验，设计了如图所示的实验电路：
(1)请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整，要求：当滑片右移时，电压表示数变大。
(2)实验前，小明猜想电流做功多少可能跟下列因素有关：
a. 通过用电器的电流；b. 用电器两端的电压；c. 用电器的通电时间。
如图所示将甲、乙两灯串联，目的是控制通电时间和________相同，从而探究电流做功多少与________的关系。(均选填序号)
(3)本实验中，小明是通过观察比较______________________来比较电流做功多少的。
(4)若实验过程中发现，甲灯泡突然不亮了，乙灯泡仍然发光，再去观察电压表示数，发现与甲灯泡并联的电压表示数________，与乙灯泡并联的电压表示数________，电路总功率________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)小明通过思考，发现上述猜想中有一个猜想无法用题图完成，请你帮助小明设计一个电路，完成最后一个猜想的探究，并把电路图画在虚线框内。

答案：

(1)如图所示

(2)a b
(3)灯泡的亮度
(4)变小 变大 变大
(5)如图所示

21. 如图所示的电路中，电源电压恒为3 V。闭合开关S后，电阻R₁的电功率为3 W，电阻R₂的电功率为4.5 W。求：
(1)通过电阻R₁的电流。
(2)电阻R₂的阻值。
(3)整个电路在10 s内产生的热量。

答案： 解:
(1)由电路图可知,电阻R₁和电阻R₂并联;
由并联电路的电压特点可知,R₁、R₂两端的电压U₁=U₂=U=3V,
则通过电阻R₁的电流I₁=$\frac{P_{1}}{U_{1}}$=$\frac{3W}{3V}$=1A。
(2)由P=UI=$\frac{U^{2}}{R}$可知,电阻R₂的阻值R₂=$\frac{U_{2}^{2}}{P_{2}}$=$\frac{(3V)^{2}}{4.5W}$=2Ω。
(3)电路中总功率P=P₁+P₂=3W+4.5W=7.5W,
则整个电路在10s内产生的热量Q=W=Pt=7.5W×10s=75J。

22. 经“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压为100 V，加热电阻R₁与R₂的阻值均为100 Ω，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜1 min，用温度传感器测得其温度升高了6 ℃。求：
(1)除霜模式下，电路中的电流。
(2)除霜模式下，电路的加热效率。[后视镜玻璃质量约0.5 kg，玻璃的比热容约0.8×10³ J/(kg·℃)]

答案： 解:
(1)由图可知,只闭合开关S时,两电阻串联;当开关S、S₁都闭合时,R₂被短路,只有R₁工作,此时电阻最小,根据P=$\frac{U^{2}}{R}$可知,此时电路的功率最大,处于高温除霜模式,除霜模式下,电路中的电流I=$\frac{U}{R_{1}}$=$\frac{100V}{100Ω}$=1A。
(2)除霜模式下,1min消耗的电能W=UIt=100V×1A×60s=6000J,
后视镜玻璃吸收的热量
Q=cmΔt=0.8×10³J/(kg·℃)×0.5kg×6℃=2400J,
除霜模式下,电路的加热效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{2400J}{6000J}$×100%=40%。