《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

14. 如图所示的是电阻值不同的两个电阻的I-U图像,从图中可知$R_{1}$＜$R_{2}$。若将$R_{1}和R_{2}$串联接在电源上,消耗的电功率$P_{1}$＜$P_{2}$；若将$R_{1}和R_{2}$并联接在电源上,相同时间内消耗的电能$W_{1}$＞$W_{2}$。(均选填“＞”“＜”或“=”)

答案： 【解析】：
本题主要考查对$I-U$图像的理解、电阻的串联和并联特点以及电功率和电能的计算。
从图像中可以看出，当电压相同时，通过$R_1$的电流大于通过$R_2$的电流。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，变形可得$R = \frac{U}{I}$，在电压$U$一定时，电流$I$越大，电阻$R$越小，所以$R_1\lt R_2$。
串联电路中电流处处相等，根据$P = I^{2}R$，在电流$I$相等时，电阻$R$越大，电功率$P$越大。因为$R_1\lt R_2$，所以$P_1\lt P_2$。
并联电路中各支路两端电压相等，根据$W=\frac{U^{2}}{R}t$，在电压$U$和时间$t$相同的情况下，电阻$R$越大，消耗的电能$W$越小。因为$R_1\lt R_2$，所以$W_1\gt W_2$。
【答案】：
$＜$；$＜$；$＞$

15. 将“5 Ω 2 A”和“10 Ω 1.2 A”两电阻串联接入电路中,电路的最大电压是18V；并联接入电路中时,电路的最大总功率是30W。

答案： 解：串联时：
两电阻允许通过的最大电流分别为$I_1 = 2A$，$I_2 = 1.2A$，串联电路电流处处相等，所以电路最大电流$I = I_2 = 1.2A$。
总电阻$R = R_1 + R_2 = 5\Omega + 10\Omega = 15\Omega$。
最大电压$U = IR = 1.2A×15\Omega = 18V$。
并联时：
两电阻两端允许的最大电压分别为$U_1 = I_1R_1 = 2A×5\Omega = 10V$，$U_2 = I_2R_2 = 1.2A×10\Omega = 12V$，并联电路各支路电压相等，所以电路最大电压$U' = U_1 = 10V$。
通过$R_1$的电流$I_1' = I_1 = 2A$，通过$R_2$的电流$I_2' = \frac{U'}{R_2} = \frac{10V}{10\Omega} = 1A$。
总电流$I' = I_1' + I_2' = 2A + 1A = 3A$。
最大总功率$P = U'I' = 10V×3A = 30W$。
18；30

16. 如图甲所示,电源电压可调,电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器$R_{1}$的铭牌上标有“20 Ω 2 A”。小灯泡$L_{1}和L_{2}$上均标有“6 V”的字样,通过两灯泡的电流随灯泡两端电压变化的关系如图乙所示。则灯泡$L_{2}$在正常发光时的电阻为10Ω。闭合部分开关,移动滑片P同时调节电源电压,使两个小灯泡均发光,且其中一个小灯泡正常发光,各元件均安全工作,则电路总电功率的最小值为4.5W。

答案：

[1]由图乙知，小灯泡$L_{2}$正常发光时，其电压为$6V$，此时通过的电流为$0.6A$，灯泡$L_{2}$正常发光时的电阻

$R_{2}=\frac {U_{2}}{I_{2}}=\frac {6V}{0.6A}=10\Omega$

[2]由图乙知，小灯泡$L_{1}$正常发光时的电阻

$R_{1}=\frac {U_{1}}{I_{1}}=\frac {6V}{0.5A}=12\Omega$

图甲中，两个灯泡并联在电路中，因为两个小灯泡的额定电压相等，则两个灯泡都正常发光，电路的总电流

$I_{总}=I_{1}+I_{2}=0.6A+0.5A=1.1A＞0.6A$

电流表不能安全工作。则只闭合开关$S_{3}$时，两灯泡及滑动变阻器串联在电路中，因为$R_{2}\lt R_{1}$，据$U=IR$知，此时正常发光的是$L_{1}$，电路中的电流为$0.5A$，由图乙知，$L_{2}$两端的电压为$3V$，此时变阻器接入电路的阻值为$0$时，电源电压最小为

$U=U_{1}+U_{2}=6V+3V=9V$

电路的最小总功率

$P=UI_{1}=9V×0.5A=4.5W$

答案：10；4.5

17. 如图是小明探究“影响电流热效应的因素”的实验装置。


(1)小明在实验中是通过两支温度计示数的变化来比较电阻丝放热多少的；选用煤油做实验,主要是由于煤油比热容小,可在较短的时间内达到明显的实验效果。通电一段时间后,发现甲瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是：在电流和通电时间都相同时，电阻越大，产生的热量越多。
(2)小明还想利用该装置测量煤油的比热容,分别向两个相同的烧瓶中加入初温为$t_{0}$、质量相同(选填“相同”或“不同”)的水和煤油,为完成实验,电路中的两电阻丝必须满足的条件是$R_1=R_2$,测量时,通电一段时间后,分别读出温度计的示数为$t_{水}$、$t_{煤油}$,请写出煤油比热容的表达式$c_{煤油}= $$\frac{c_水(t_水-t_0)}{t_煤油-t_0}$(已知水的比热容为$c_{水}$)。

答案： 【解析】：
(1) 探究影响电流热效应的因素实验中，通电导体放出热量，煤油吸收热量，而吸收热量多少无法捕捉，但是采用转换法可以通过煤油温度的变化来显示吸收热量的多少；从电阻丝比较中可知，$R_1＞R_2$，并且通电时间相同，但$R_1$中的温度计示数升高快，说明$R_1$放出的热量多。
(2) 利用该装置测量煤油的比热容，需控制煤油和水质量相同，两个电阻串联，电流相同，根据$Q=I^2Rt$，在相同时间内，电阻丝放出的热量相同，不计热量损失，煤油和水吸收的热量相同，再根据$Q=cm(t-t_0)$，可知煤油的比热容。
【答案】：
(1) 两支温度计示数的变化；比热容小；在电流和通电时间都相同时，电阻越大，产生的热量越多。
(2) 相同；$R_1=R_2$；$\frac{c_水(t_水-t_0)}{t_煤油-t_0}$。