《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

11.如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R的最大阻值为40Ω,小灯泡L标有“5 V 2.5 W”的字样,将滑片移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.3 A,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻；
(2)电源电压；
(3)将滑片移到某位置,电压表示数为10 V,滑动变阻器电阻丝1 min内产生的热量。

答案：
(1)解：由$P=UI=\frac{U^{2}}{R}$得，灯泡正常发光时的电阻：
$R_{L}=\frac{U_{L}^{2}}{P_{L}}=\frac{(5V)^{2}}{2.5W}=10\Omega$
(2)解：当滑片移到最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻$R=40\Omega$，此时灯泡与滑动变阻器串联，电流表示数$I=0.3A$。
电路总电阻$R_{总}=R+R_{L}=40\Omega + 10\Omega = 50\Omega$
由$I=\frac{U}{R}$得，电源电压：
$U=IR_{总}=0.3A×50\Omega=15V$
(3)解：电压表示数为$10V$，即滑动变阻器两端电压$U_{R}=10V$，则灯泡两端电压$U_{L}'=U - U_{R}=15V - 10V=5V$
此时电路中的电流$I'=\frac{U_{L}'}{R_{L}}=\frac{5V}{10\Omega}=0.5A$
滑动变阻器电阻丝$1min$内产生的热量：
$Q=W=U_{R}I't=10V×0.5A×60s=300J$

12.*(选学)如图所示是一个额定功率为5.5 kW的电动机,已知其正常工作电压为220 V,线圈电阻为1Ω。求:
(1)电动机正常工作1 h消耗的电能；
(2)电动机正常工作1 s,电流通过线圈所产生的热量。

答案： 【解析】：
本题可根据电功公式和焦耳定律分别计算电动机正常工作$1h$消耗的电能和$1s$内电流通过线圈产生的热量。
（1）计算电动机正常工作$1h$消耗的电能：
已知电动机的额定功率$P = 5.5kW = 5500W$，正常工作时间$t = 1h = 3600s$。
根据电功公式$W = Pt$（其中$W$为电功，$P$为功率，$t$为时间），可计算出电动机正常工作$1h$消耗的电能。
（2）计算电动机正常工作$1s$电流通过线圈所产生的热量：
首先根据$P = UI$（其中$P$为功率，$U$为电压，$I$为电流）求出电动机正常工作时的电流$I$，再根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$（其中$Q$为热量，$I$为电流，$R$为电阻，$t$为时间）计算电流通过线圈产生的热量。
【答案】：
(1)已知电动机的额定功率$P = 5500W$，正常工作时间$t = 3600s$，根据$W = Pt$可得：
$W = Pt = 5500W×3600s = 1.98×10^{7}J$
(2)由$P = UI$可得，电动机正常工作时的电流：
$I = \frac{P}{U} = \frac{5500W}{220V} = 25A$
已知线圈电阻$R = 1\Omega$，工作时间$t = 1s$，根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$可得：
$Q = I^{2}Rt = (25A)^{2}×1\Omega×1s = 625J$
综上，答案依次为：
(1)$1.98×10^{7}J$；
(2)$625J$。

13.现有两电热丝,甲标有“10Ω 1 A”,乙标有“15Ω 0.6 A”,把它们并联起来,通电10 s后,甲、乙两电热丝产生的总热量最多为135J。

答案： 解：
1. 计算甲电热丝额定电压：$U_{甲}=I_{甲}R_{甲}=1A×10Ω=10V$
2. 计算乙电热丝额定电压：$U_{乙}=I_{乙}R_{乙}=0.6A×15Ω=9V$
3. 并联电路电压取最小值$U=9V$
4. 计算甲实际电流：$I_{甲实}=\frac{U}{R_{甲}}=\frac{9V}{10Ω}=0.9A$
5. 乙实际电流$I_{乙实}=I_{乙}=0.6A$（电压等于额定电压）
6. 总电流$I=I_{甲实}+I_{乙实}=0.9A+0.6A=1.5A$
7. 总热量$Q=W=UIt=9V×1.5A×10s=135J$
135

14.把一段匀质导线对折后其阻值比原来的小(选填“大”或“小”);一个定值电阻两端的电压由2 V增大到4 V时,通过该电阻的电流增加了1 A,通电时间由1 s增加到2 s,则该电阻产生的电热增加了14J。

答案： 解：小；14
（1）设原导线电阻为R，长度为L，横截面积为S，材料电阻率为ρ。则R=ρL/S。对折后，长度变为L/2，横截面积变为2S，新电阻R'=ρ(L/2)/(2S)=ρL/(4S)=R/4，故阻值变小。
（2）设电阻为R，电压为2V时电流I₁=2V/R，电压为4V时电流I₂=4V/R。由I₂ - I₁=1A，得4V/R - 2V/R=1A，解得R=2Ω。
原来电热Q₁=I₁²Rt₁=(2V/2Ω)²×2Ω×1s=2J。
后来电热Q₂=I₂²Rt₂=(4V/2Ω)²×2Ω×2s=16J。
增加的电热ΔQ=Q₂ - Q₁=16J - 2J=14J。

15.在如图所示电路中,电源电压不变$,R_1= 10Ω,R_2= 5Ω。$
(1)当只闭合开关$S_2,$断开$S_1、$$S_3$时,电流表的示数为0.4 A,求电源电压；
(2)当闭合开关$S_1、$$S_3,$断开$S_2$时,求通电10 s内电阻$R_1$产生的热量。

答案： 【解析】：
本题可根据不同开关状态下的电路连接情况，结合欧姆定律和焦耳定律来求解电源电压和电阻产生的热量。
（1）当只闭合开关$S_2$，断开$S_1$、$S_3$时，$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路中的电流。
根据串联电路电阻的特点，总电阻等于各分电阻之和，可求出此时电路的总电阻$R = R_1 + R_2$。
再根据欧姆定律$U = IR$（其中$U$为电压，$I$为电流，$R$为电阻），可求出电源电压$U = I(R_1 + R_2)$。
（2）当闭合开关$S_1$、$S_3$，断开$S_2$时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流。
根据并联电路的电压特点，各支路两端的电压相等且等于电源电压，可求出$R_1$两端的电压$U_1 = U$。
再根据焦耳定律$Q = \frac{U^{2}}{R}t$（其中$Q$为热量，$U$为电压，$R$为电阻，$t$为时间），可求出通电$10s$内电阻$R_1$产生的热量$Q_1 = \frac{U^{2}}{R_1}t$。
【答案】：
(1)当只闭合开关$S_2$，断开$S_1$、$S_3$时，$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路中的电流。
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路中的总电阻：
$R = R_1 + R_2 = 10\Omega + 5\Omega = 15\Omega$，
由$I = \frac{U}{R}$可得，电源的电压：
$U = IR = 0.4A×15\Omega = 6V$；
(2)当闭合开关$S_1$、$S_3$，断开$S_2$时，$R_1$与$R_2$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，
所以，通电$10s$内电阻$R_1$产生的热量：
$Q_1 = W_1 = \frac{U^{2}}{R_1}t = \frac{(6V)^{2}}{10\Omega}×10s = 36J$。