《2025年海淀单元测试AB卷九年级物理全一册沪粤版》

20. (12分)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝(R₁＜R₂)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压相同.

(1)实验中通过________________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫_______.
(2)甲装置可探究电流产生的热量与_______的关系.
(3)在两次实验中，通过比较相同时间内气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与_______的关系.
(4)另一组同学设计了如图丙所示装置.比较图甲和图丙所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是_______，理由是______________________.

答案：
(1)气球膨胀程度 转换法
(2)电阻
(3)电流
(4)图甲装置 气体的热胀冷缩效果比煤油升温现象更明显，实验现象更直观，时间更短(或：图丙装置 用温度计能较准确地测出煤油的温度变化，便于定量研究)

21. (4分)如图所示的电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L规格为“6 V 3 W”.闭合开关，灯泡正常工作.求：
(1)电阻R的阻值.
(2)灯泡正常工作5 min消耗的电能及电阻R产生的热量.

答案： 解：
(1)由电路图知，灯泡L与R串联，电压表测灯泡两端的电压，闭合开关，灯泡正常发光，由串联电路的特点和$P = UI$可得，此时电路中电流$I = I_{L}=\frac{P_{L}}{U_{L}}=\frac{3W}{6V}=0.5A$，因串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和，所以，电阻R两端电压$U_{R}=U - U_{L}=9V - 6V = 3V$，由欧姆定律得，电阻R的阻值$R=\frac{U_{R}}{I}=\frac{3V}{0.5A}=6\Omega$.
(2)由$P=\frac{W}{t}$可得，灯泡正常工作5min消耗的电能$W = P_{L}t = 3W×5×60s = 900J$，电阻R产生的热量$Q = I^{2}Rt=(0.5A)^{2}×6\Omega×5×60s = 450J$.

22. (8分)一额定电压为20 V的小灯泡电流随电压变化的曲线如图乙所示，将它连入如图甲所示的电路中，电源电压为30 V保持不变.求：
(1)小灯泡正常发光时的电阻.
(2)小灯泡的额定功率.
(3)小灯泡正常工作10 min，电路消耗的总电能.

答案： 解：
(1)由图乙可知，小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流$I_{额}=0.4A$，由$I=\frac{U}{R}$可得，小灯泡正常发光时的电阻$R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{20V}{0.4A}=50\Omega$.
(2)小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=20V×0.4A = 8W$.
(3)小灯泡正常工作的时间$t = 10min = 600s$，电路中电流$I = I_{额}=0.4A$，则电路消耗的总电能$W = UIt = 30V×0.4A×600s = 7200J$.