《2025年实验班提优训练九年级科学上册浙教版》

7. 控制变量法 用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中错误的是(D)。

A.观察温度计的示数比较电流产生的热量
B.该实验装置可以探究通电时间一定时,导体产生的热量与电阻的关系
C.该实验装置还可以探究通电时间一定时,导体产生的热量与电流的关系
D.A、B 两瓶中可以装质量相同的不同液体

答案： D　[解析]观察温度计的示数比较电流产生的热量，A正确;该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系，B正确;该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系，C正确;A、B 两瓶中可以装质量相同的不同液体，D错误

8. (2024·绥化中考)如图所示是一款电热水龙头的简化电路,表格是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变,$R_{1}和R_{2}$为发热电阻,当开关 S、$S_{1}$均闭合时,通电 20 s 电热水龙头产生的热量是44000J。电阻$R_{1}和R_{2}$的阻值之比是1:4。

|额定电压|220 V|
| |高温挡|2200 W|
| |低温挡|440 W|

答案： 44000　1:4
[解析]由图可知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路的总电阻较小，据P=U²/R知，电路的总功率较大，是高温挡;开关S闭合,S₁断开时,电路中只有R₂工作，电路的电阻较大，据P=U²/R知，电路的总功率较小，是低温挡。两个开关都闭合时，通电20s,电热水龙头产生的热量Q=P高温t=2200W×20s=44000J。R₂的阻值R₂=U²/P低温=(220V)²/440W=110Ω,高温挡时,R₁的电功率P₁=P高温−P低温=2200W−440W=1760W,R₁的阻值R₁=U²/P₁=(220V)²/1760W=27.5Ω,所以R₁和R₂的阻值之比R₁:R₂=27.5Ω:110Ω=1:4。

9. (2024·陕西中考)如图所示是小明家新购置的便携式电热水杯及其相关参数。

【品名】便携式电热水杯
【容量】0.5 L
【额定电压】220 V
【额定功率】880 W
(1)电热水杯正常工作时的电流是多少?
(2)电热水杯正常工作时,其加热电阻阻值是多少?

答案：
(1)4A　
(2)55Ω
[解析]
(1)由图可知，电热水杯的额定电压为220V，额定功率为880W，则正常工作时的电流I=P/U=880W/220V=4A。
(2)电热水杯正常工作时，其加热电阻阻值R=U²/P=(220V)²/880W=55Ω

10. (2024·牡丹江中考)小丹的奶奶阴雨天会腿疼,孝顺的小丹用电热暖水袋帮奶奶热敷,电热暖水袋铭牌上标有“220 V 350 W”字样。若电热暖水袋内装有 1 kg 的水,正常工作时,将$25^{\circ }C的水加热到55^{\circ }C$,用时 7 min 20 s。[水的比热容$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)$, (计算结果保留 1 位小数)]求电热暖水袋:
(1)正常工作的电流;
(2)加热过程中的热效率;
(3)提出一条安全使用的注意事项。

答案：
(1)1.6A　
(2)81.8%　
(3)充电结束后及时断电、充电时不要接触水、插入插座时不能用湿手触碰带电体、平放加热、禁止通电时使用、充电时远离儿童、不得插入尖锐物品等，合理即可。
[解析]
(1)电热暖水袋正常工作的电流I=P/U=350W/220V≈1.6A。
(2)水吸收的热量为Q吸=cm(t−t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×1kg×(55℃−25℃)=1.26×10⁵J，消耗的电能W=Pt=350W×440s=1.54×10⁵J，则加热过程中的热效率η=Q吸/W×100%=1.26×10⁵J/1.54×10⁵J×100%=81.8%。
(3)充电结束后及时断电、充电时不要接触水、插入插座时不能用湿手触碰带电体、平放加热、禁止通电时使用、充电时远离儿童、不得插入尖锐物品等，合理即可。

11. 学习了电学知识后,某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下。
容积:1 L。
功能:①加热;②保温。
性能:能在 7 min 内将 1 L 水从$20^{\circ }C加热到100^{\circ }C$(不计热量损失)。
【方案设计】为实现上述功能,同学们利用两个不同阻值的电阻($R_{1}＜R_{2}$)进行设计,其中方案一如图所示。利用方案一中的器材,请将方案二的电路补充完整。

【器材选择】若该壶是按照方案一设计的,根据项目任务中的性能要求,选择的加热电阻阻值最大为多少?[$Q_{吸}= cm(t-t_{0})$,$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)$]
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全,从安全角度提出一条设计建议: 。
【项目制作】……

答案：
【方案设计】如图所示

【器材选择】m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10⁻³m³=1kg，则Q吸=c水m(t−t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×10⁵J，由W=Pt=Q得，P=Q/t=3.36×10⁵J/7×60s=800W，由P=U²/R得R=U²/P=(220V)²/800W=60.5Ω，即选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω。
【方案反思】在加热的支路上增加温度控制开关(合理即可)
[解析]根据电功率的公式P=U²/R可知，在电压相同时，只有使总电阻变小，才能使总功率变大。方案一:将两个电阻串联，开关与其中一个电阻并联，当这个开关闭合后，电阻R₂短路，这时总电阻变小，总功率增大，符合要求。方案二:将两个电阻并联，一个开关与其中一个电阻串联，闭合这个开关后，总电阻变小，总功率增大，符合要求。