《2025年学习之友九年级物理上册苏科版》

10. 小明利用如图15-3-1所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。

(1)实验中通过观察温度计示数的变化来判断导体产生热量的多少,实验方法是转换法。
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,主要是由于煤油的比热容比水小，吸收相同的热量，温度变化更明显。
(3)实验中,使用串联电路是为了控制两电阻的电流和通电时间相同。乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。

答案：
(1) 温度计示数的变化；转换法
(2) 煤油的比热容比水小，吸收相同的热量，温度变化更明显
(3) 电流和通电时间；在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多

11. 生活中有一些电路引起的火灾常常发生在导线连接处,有经验的电工师傅接线时的做法如图甲所示,将火线、零线错开位置剥线,接头采用螺线形缠绕,再用电工胶布包好,而不是用如图乙所示的简单缠绕方式,请你从电学知识角度解释以下做法的原因。

(1)“错开位置剥线”,而不是在同一位置处剥线接线。
(2)“螺线形缠绕”,而不是简单缠绕。

答案：
(1)同一位置剥线会使火线、零线接头集中，若接头处电阻变大，根据焦耳定律Q=I²Rt，电流和通电时间相同时，电阻越大产生热量越多，易引发火灾；错开位置可避免接头集中发热，降低火灾风险。
(2)简单缠绕接触面积小、接触不紧密，接头电阻大；螺线形缠绕能增大接触面积、使接触更紧密，根据R=ρL/S（ρ为电阻率，L为长度，S为横截面积），接触面积S增大，接头电阻R减小，由Q=I²Rt知，电阻减小，产生热量减少，可避免过热引发火灾。

12. “超级快充”手机充电器极大地缩短了充电时间,若充电器的输出电压不变,请分析它是如何实现超级快充的；若给“超级快充”手机充电器搭配同材料但较细的充电线,充电时该充电线会发热显著,请分析该充电线发热显著的原因。

答案： 1.
根据$I = \frac{Q}{t}$（$I$是电流，$Q$是电荷量，$t$是时间），在充电时间$t$缩短时，要使电荷量$Q$不变，则充电电流$I$增大。
又根据$P = UI$（$P$是功率，$U$是电压，$I$是电流），充电器的输出电压$U$不变，当充电电流$I$增大时，充电功率$P$增大，单位时间内给手机电池提供的电能增多，从而实现超级快充。
2.
充电线较细，其横截面积$S$小。
根据$R=\rho\frac{l}{S}$（$R$是电阻，$\rho$是电阻率，$l$是长度，$S$是横截面积），同材料（$\rho$相同）、同长度（$l$相同）的充电线，横截面积$S$小，则电阻$R$大。
根据$Q = I^{2}Rt$（$Q$是热量，$I$是电流，$R$是电阻，$t$是时间），充电时电流$I$和充电时间$t$相同，电阻$R$大，所以产生的热量$Q$多，该充电线发热显著。
综上，充电器通过增大电流提高充电功率实现超级快充；较细充电线因电阻大，在相同电流和时间下产生热量多而发热显著。

13. 将一张包装口香糖的铝箔纸用剪刀修剪,剪成中间窄两头宽的长条状,然后将这一长条状的铝箔纸连接在电池的正负极,马上看到铝箔纸中间部分燃烧起来,如图所示。请用所学的物理知识解释铝箔纸为什么从中间部位燃烧。

答案： 铝箔纸是导体，将铝箔纸连接在电池正负极，有电流通过铝箔纸。
根据电阻定律，在材料和长度一定时，横截面积越小，电阻越大。铝箔纸中间窄两头宽，中间部分横截面积小，电阻大。
根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$，在电流$I$和通电时间$t$一定时，电阻$R$越大，产生的热量$Q$越多，所以铝箔纸中间部分产生热量多，温度升高快，达到着火点就燃烧起来。