《2025年中考备考课时练物理中考人教版》

18.(7分)如图18−13所示,甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R_甲、R_乙的电阻丝,瓶中插人温度计a、b。
　　
　(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、初温相同的煤油,且电阻丝的阻值R_甲＞R_乙,闭合开关一段时间,可以通过观察________________________现象，判断电阻丝产生热量的多少。此方案是探究________和__________相同时，电流通过电阻丝产生的热量与________大小的关系。
　(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温相同的不同液体,且电阻丝的阻值R_甲与R_乙____(选填“相等”或“不等”)时，可以比较不同物质的比热容。一段时间后，观察到乙瓶内温度计b的示数大于a的示数，甲瓶内液体吸收的热量________乙瓶内液体吸收的热量(假设甲、乙两瓶相同时间内散热相同),甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c_甲________(以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”)

答案：
(1)温度计示数升高的多少 电流 通电时间 电阻
(2)相等 等于 大于

19.(7分)某学校教学楼有一额定电压为220V的电热水器，它的工作电路如图18−14所示，已知电阻R₂=217.8Ω,电源电压保持220V不变。当S₁、S₂均闭合时，电热水器处于加热状态,消耗的功率为2kW;只闭合S₁,电热水器处于保温状态。求:
　(1)电阻R₁的阻值。
　(2)电热水器处于保温状态时消耗的功率。
　(3)电热水器处于加热状态时,将5kg的水从18℃加热到98℃所需的时间。[不计热损失,水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]

答案： 解:
(1)当S₁、S₂均闭合时，电路中只有R工作，电热水器处于加热状态，由P = UI = U²/R可得电阻R的阻值：R = U²/P加热 = (220V)²/2000W = 24.2Ω。
(2)当S₂闭合、S₁断开时，R与R₁串联，电热水器处于保温状态，电热水器处于保温状态时消耗的功率：P保 = U²/(R + R₁) = (220V)²/(24.2Ω + 217.8Ω) = 200W。
(3)5kg的水从18℃加热到98℃所需的热量：Q吸 = cmΔt = 4.2×10³J/(kg·℃)×5kg×(98℃ - 18℃) = 1.68×10⁶J，不计热损失，则电热水器消耗的电能W = Q吸 = 1.68×10⁶J，由W = Pt可得所需的时间：t = W/P加热 = 1.68×10⁶J/2000W = 840s。

20.(7分)如图18−15所示,电源电压和灯泡电阻不变,滑动变阻器上标有“1A 24Ω”
　字样。已知R₁=20Ω,且灯泡正常工作时
　的电阻不超过滑动变阻器最大阻值的一
　半。当S₁、S₂、S₃都闭合时,灯泡L正常
　发光,电流表的示数为0.8A;当S₁闭合，
　S₂、S₃断开,滑动变阻器的滑片P位于中
　点时，电流表的示数变化了0.55A。试求:
　(1)电源电压。
　(2)灯泡的额定功率。
　(3)在什么情况下,电路的总功率有最大
　值和最小值，分别是多少？
　　　　　　　　　　

答案： 解:
(1)当S₁、S₂、S₃都闭合时，灯泡L与定值电阻R₁并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表的示数：I = U/R₁ + U/R = U/R₁ + U/20Ω = 0.8A ①
当S₁闭合，S₂、S₃断开，滑动变阻器的滑片P位于中点时，灯泡与滑动变阻器最大阻值的一半串联，电流表测电路中的电流，因为此时电路中的总电阻变大，所以，电路中的电流减小，此时电路中的电流：I' = 0.8A - 0.55A = 0.25A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U = I'(R + R₂/2) = 0.25A×(R + 12Ω) ②
联立①②两式可得：R² - 32R + 240Ω² = 0，解得R = 12Ω或R = 20Ω，因灯泡正常工作时的电阻不超过滑动变阻器最大阻值的一半，所以R = 12Ω，电源的电压：U = I'(R + R₂/2) = 0.25A×(12Ω + 12Ω) = 6V。
(2)灯泡的额定功率：P = U²/R = (6V)²/12Ω = 3W。
(3)当S₁、S₂、S₃都闭合时，灯泡与R₁并联时电路中的总电阻最小，电路中的总功率最大，最大功率：P大 = UI = 6V×0.8A = 4.8W，当只闭合S₁且R₂接入电路中的电阻最大时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中的电阻最大，总功率最小，最小功率：P最小 = U²/(R + R₂) = (6V)²/(12Ω + 24Ω) = 1W。