《2024年优等生测评卷九年级物理全一册人教版》

25. 咖啡深受很多人的喜爱。吴老师指导实践小组的同学研究某款家用咖啡机。
(1)家庭电路中，咖啡机使用时与家里其他用电器________(选填“串联”或“并联”)。
(2)如图甲是某型号咖啡机，图乙是其简化电路图，咖啡机的铭牌如表。在额定功率下制作一杯咖啡时，咖啡机可以通过自动控制开关S分别进行打磨和加热。正常打磨咖啡豆时电动机将电能转化为________能，此时通过电动机线圈的电流为________A。
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(3)咖啡机是利用电流的________效应来对水进行加热的，电热丝R的阻值为________Ω。若忽略热量损失，咖啡机把1 L水从20 ℃加热到100 ℃，正常工作需要加热________分钟的时间。[ρₕ = 1.0×10³ kg/m³，cₕ = 4.2×10³ J/(kg·℃)]

答案：
(1)并联　
(2)机械　1　
(3)热　60.5　7
[解析]
(1)咖啡机使用时与家里其他用电器互不影响，都可以单独使用，所以它们是并联的;
(2)正常打磨咖啡豆时电动机将电能转化为机械能;由表格数据可知，电动机的额定功率Pₘ = 220W,由P = UI可知,通过电动机线圈的电流:Iₘ = $\frac{Pₘ}{U}$ = $\frac{220W}{220V}$ = 1A;
(3)咖啡机工作时将电能转化为内能，所以它是利用电流的热效应来对水进行加热的;由P = $\frac{U²}{R}$可知,电热丝R的阻值:R = $\frac{U²}{Pᵣ}$ = $\frac{(220V)²}{800W}$ = 60.5Ω;由ρ = $\frac{m}{V}$可知,1L水的质量:m = ρₕ₂ₒV = 1.0×10³kg/m³×1×10⁻³m³ = 1kg,水吸收的热量:Qₐᵦₛ = cₕ₂ₒm(t - t₀) = 4.2×10³J/(kg·℃)×1kg×(100℃ - 20℃) = 3.36×10⁵J,忽略热量损失，电热丝R消耗的电能:W = Qₐᵦₛ = 3.36×10⁵J,由P = $\frac{W}{t}$可知，正常工作需要加热的时间:t' = $\frac{W}{Pᵣ}$ = $\frac{3.36×10⁵J}{800W}$ = 420s = 7min。

26. 图甲是小明研究小灯泡电阻的实验电路图，图乙是小明根据实验数据绘制出的U - I图像，小灯泡标有“2 V”字样，滑动变阻器R标有“20 Ω 1 A”字样。

(1)闭合开关前，小明应将滑动变阻器的滑片移到最________端。
(2)小灯泡正常发光时，灯丝的电阻为________Ω。
(3)当滑片向左滑动时，电流表与电压表示数的比值将________。
(4)小明又想测未知电阻Rₓ的阻值，但电压表损坏了，于是他设计了如图丙所示电路(R₀为已知阻值的定值电阻)，并设计了如下实验步骤：
A. 按照设计的电路连接电路；B. 闭合S₁和S₂，记录电流表示数为I₁；C. 闭合S₁，断开S₂，记录电流表示数为I₂。
表达式：Rₓ = ________(用已知和测量的物理量的符号表示)。
(5)小明同学认为此实验进行多次测量会更加准确，于是他在图丙的基础上在干路增加了一个滑动变阻器，改变滑动变阻器的阻值，重复上述操作，即可实现多次测量。小明同学的做法是________，理由是________________，若小明采用这一方法，按照A、B、C的步骤测量，当滑动变阻器在某一阻值时，测量的电阻值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案：
(1)右　
(2)4　
(3)变小　
(4)$\frac{I₂R₀}{I₁ - I₂}$　
(5)错误的R₀、Rₓ两端的电压不再相等　变大