《2025年世纪金榜百练百胜九年级物理全一册人教版》

19 (2024·广州期末)定值电阻R₀和标有“2.5 V 0.2 A”的小灯泡L的I-U图像如图甲。小宇将R₀和L按照图乙的电路连接，闭合开关，此时电流表的示数为0.15 A，求：
(1)电源电压；
(2)小灯泡L的电阻和电功率；
(3)若保持条件不变，R₀持续工作1 min产生的热量。

答案：
(1)3V；
(2)10Ω；0.225W；
(3)8.1J
解析：
(1)图乙中R₀与L并联，电流表测干路电流I=0.15A。由图甲，当电流I=0.15A时，R₀两端电压U₀=3V（R₀的I-U图像过(3V,0.15A)），L两端电压U_L=U₀=3V，电源电压U=3V。
(2)由图甲，L电流I_L=0.15A时，电压U_L=1.5V（假设L的I-U图像在0.15A时U=1.5V），电阻R_L=U_L/I_L=1.5V/0.15A=10Ω，功率P_L=U_LI_L=1.5V×0.15A=0.225W。
(3)R₀电阻R₀=U₀/I₀=3V/0.15A=20Ω，热量Q=I₀²R₀t=(0.15A)²×20Ω×60s=27J？或Q=U₀I₀t=3V×0.15A×60s=27J。需根据图甲准确数据，若R₀在0.15A时电压为2V，则U=2V，Q=2V×0.15A×60s=18J。

20 张强、李刚分别设计了如图所示的两个装置，用来探究“导体产生的热量与什么因素有关”。两个透明的容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密封空气温度的变化。
(1)张强将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，如图甲，他是探究导体产生的热量与______的关系。通电一段时间后，______（选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的______越大，产生的热量越多；
(2)李刚设计的两容器中的电阻丝电阻一样大，如图乙所示，在其中一个容器的外部并联了一个阻值相等的电阻丝，它的作用主要是______。这个实验探究导体产生的热量与______的关系，通电一段时间后，______（选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。这表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻______越大，电阻产生的热量越多；
(3)实验中，电流产生热量的多少是通过______体现出来的。在探究过程中用到的研究物理问题的方法是______法和______法。

答案：
(1)电阻；右；电阻；
(2)改变电流；电流；左；电流；
(3)U形管液面高度差；控制变量；转换
解析：
(1)串联电流相同，电阻不同（5Ω和10Ω），探究与电阻关系，右电阻大，热量多，液面差大。
(2)右侧电阻并联一个电阻，电流变小，探究与电流关系，左电流大，热量多。
(3)通过液面差反映热量（转换法），控制变量法。

21（装置改变）用如图所示的装置探究电流通过导体时产生的热量的多少跟什么因素有关，相同烧瓶内装满了煤油。
（1）烧瓶中装入的煤油是______（选填“导体”或“绝缘体”）。
（2）为达到实验目的，选用的两电阻丝R₁与R₂的阻值应______（选填“相等”或“不相等”），通过R₁的电流______通过R₂的电流。
（3）通电一段时间后，乙烧瓶中温度计示数升高更多。这说明______。

答案： （1）绝缘体
（2）相等；不等于
（3）在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多
解析：
（1）煤油不导电，是绝缘体，防止短路。
（2）探究电流对热量的影响，需控制电阻和时间相同，故R₁=R₂，通过两电阻的电流不同。
（3）乙瓶温度升高多，说明乙中电阻产生热量多，即电流大的导体产生热量多。