《2025年名师讲坛一课一练九年级物理全一册人教版》

14. 小宇和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图18 - 4 - 6所示的实验电路. 两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油，$R_A$与$R_B$是阻值不同的电热丝.
(1)$R_A$与$R_B$采用串联的连接方式，是为了控制通电时间和___________相等.
(2)小宇同学为比较$R_A$与$R_B$阻值的大小，用电压表分别测出$R_A$与$R_B$两端电压大小，发现$U_A＜U_B$，则$R_A$_______（选填“＞”、“＜”或“＝”）$R_B$.
(3)在相同时间内，可通过观察___________来比较电流通过电热丝产生的热量多少. 为了升温较快，实验中液体选用煤油而不选用水，主要是因为______________________.
(4)小华改装此实验装置来测量煤油的比热容大小，他应将烧瓶A中的煤油换成与其___________（选填“质量”或“体积”）相等的水，还必须使电热丝$R_A$、$R_B$阻值___________（选填“相同”或“不同”）. 水和煤油的初温均为$t_0$，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为$t_{水}$、$t_{煤油}$，请写出煤油比热容的表达式：___________（已知水的比热容为$c_{水}$）.

答案：
(1)通过的电流
(2)$＜$
(3)温度计示数的变化　水的比热容比煤油的比热容大
(4)质量　相同　$\frac{c_{水}(t_{水}-t_{0})}{t_{煤油}-t_{0}}$

15. 小明的爸爸为爷爷买了一台新型电饭煲，电饭煲有两个加热挡位，其简化电路如图18 - 4 - 7甲所示，电阻丝的阻值$R_1$和$R_2$不变，只闭合S时为低温挡，可以慢煮；再闭合$S_1$时是高温挡，可以快煮. 某天，小明的爷爷将电饭煲接入$220\ V$的家庭电路中，两个挡位交替正常使用$30\ min$，通过电饭煲的总电流$I$随时间$t$变化的图像如图乙所示. 求：
(1) 第$10～15\ min$电饭煲工作的电功率；
(2)$R_1$和$R_2$的阻值；
(3) 电饭煲在$30\ min$内消耗的电能.

答案： 解:
(1)由图乙可知，第10～15min内电路中电流为2A，电饭煲工作的电功率$P_{1}=UI_{1}=220V\times2A = 440W$；
(2)由电路图可知，只闭合S时电路为$R_{1}$的简单电路，为低温挡，当闭合开关S、$S_{1}$时，$R_{1}$与$R_{2}$并联，由图乙可知，低温挡电路中电流为2A，高温挡时电路中电流为3A，根据并联电路各支路互不影响的特点可知通过$R_{1}$的电流不变，则通过$R_{2}$的电流：$I_{2}=I - I_{1}=3A - 2A = 1A$，根据$I=\frac{U}{R}$可得$R_{1}$和$R_{2}$的阻值分别为：$R_{1}=\frac{U}{I_{1}}=\frac{220V}{2A}=110\Omega$，$R_{2}=\frac{U}{I_{2}}=\frac{220V}{1A}=220\Omega$；
(3)高温挡时的电功率：$P_{高}=UI=220V\times3A = 660W$；由图乙可知，两种情况下电流工作的时间均为$t = 15min = 900s$，这30min内电饭锅产生的热量：$Q = W = P_{1}t + P_{高}t = 440W\times900s + 660W\times900s = 9.9\times10^{5}J$。