《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册北师大版》

1. 将标有“$6V$ $6W$”字样的小灯泡$L_{1}$和标有“$12V$ $6W$”字样的小灯泡$L_{2}$(假设两个小灯泡的灯丝电阻不变)连接在电压为$6V$的电源两端,闭合开关后两个小灯泡都能发光。下列说法正确的是( )。

A.$L_{1}和L_{2}$串联接入电路,$L_{2}$能正常发光
B.$L_{1}和L_{2}$串联接入电路,$L_{1}$更亮
C.$L_{1}和L_{2}$并联接入电路,$L_{1}$能正常发光
D.$L_{1}和L_{2}$并联接入电路,$L_{2}$更亮

答案： C

2. 现有两个小灯泡$L_{1}$、$L_{2}$,它们的额定电压分别是$3V$、$6V$,忽略温度对灯丝电阻的影响。将它们串联后接到电压为$6V$的电源两端,如图$13 - 2 - 3$甲所示,它们的实际功率相同。若将它们并联后接到电压为$3V$的电源两端,如图$13 - 2 - 3$乙所示,下列说法正确的是( )。


A.小灯泡$L_{1}$的额定功率较大
B.小灯泡$L_{1}$的实际功率较大
C.两个小灯泡都能正常发光
D.两个小灯泡的电阻相同

答案： D

3. 如图$13 - 2 - 4$所示,电源电压$U = 18V$,小灯泡$L的额定电压为9V$。当滑动变阻器的滑动头$P$移至中点时,小灯泡$L$正常发光；当滑动头$P$移至最右端时,小灯泡$L的实际功率为6W$。小灯泡的额定功率为______ $W$。在保证电路元件安全的前提下,电路总功率的最大值为______ $W$。(假设小灯泡的灯丝电阻不变)

答案： 13.5 27 解析 小灯泡与滑动变阻器串联。当滑动变阻器的滑动头P移至中点时,其接入电路的电阻为$\frac{1}{2}R$,小灯泡正常发光,说明此时小灯泡两端的电压为9V,则滑动变阻器两端的电压$U_{滑}=U-U_{L}=18\ V-9\ V=9\ V$。由串联电路的分压规律可得,滑动变阻器的最大阻值R为小灯泡的电阻$R_{L}$的2倍,即小灯泡的电阻$R_{L}=\frac{1}{2}R$。当滑动头P移至最右端时,由欧姆定律可得电路中的电流$I=\frac{U}{R+R_{L}}$①,由$P=I^{2}R$可得电路中的电流$I=\sqrt{\frac{P_{实}}{R_{L}}}$②,将数据代入①②得$\frac{18\ V}{R+\frac{1}{2}R}=\sqrt{\frac{6\ W}{\frac{1}{2}R}}$,解得$R=12\ \Omega$,则$R_{L}=\frac{1}{2}R=\frac{1}{2}×12\ \Omega=6\ \Omega$,则小灯泡的额定功率$P_{额}=\frac{U_{额}^{2}}{R_{L}}=\frac{(9\ V)^{2}}{6\ \Omega}=13.5\ W$。因电源电压不变,小灯泡正常发光时,电路中的电流最大,$I_{大}=I_{额}=\frac{U_{额}}{R_{L}}=\frac{9\ V}{6\ \Omega}=1.5\ A$,电路总功率的最大值$P_{大}=UI_{大}=18\ V×1.5\ A=27\ W$。

4. 下表为某电热水器铭牌上的部分参数,该电热水器装满水。$水的密度为1.0×10^{3}kg/m^{3},水的比热容为4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$
|贮水式电热水器| |
|容量：$50L$|额定电压：$220V$|
|功率：$2500W$|额定频率：$50Hz$|

(1)该电热水器贮水的质量为多少？
(2)将该电热水器中的水从$20^{\circ}C加热到42^{\circ}C$,水吸收的热量为多少？
(3)该电热水器正常工作时将满箱水从$20^{\circ}C加热到42^{\circ}C需要35min$,则该电热水器的加热效率为多少？

答案：
(1)50 kg
(2)$4.62×10^{6}\ J$
(3)88% 解析
(1)该电热水器贮水的质量$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1.0×10^{3}\ kg/m^{3}×50×10^{-3}\ m^{3}=50\ kg$。
(2)水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}=4.2×10^{3}\ J/(kg·{\degreeCelsius})×50\ kg×(42\ {\degreeCelsius}-20\ {\degreeCelsius})=4.62×10^{6}\ J$。
(3)加热过程中消耗的电能$W=Pt=2500\ W×35×60\ s=5.25×10^{6}\ J$, 该电热水器的加热效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{W}=\frac{4.62×10^{6}\ J}{5.25×10^{6}\ J}=88\%$。

5. 阅读短文,回答问题。
纯电动汽车
图$13 - 2 - 5$是某品牌新能源纯电动人工智能汽车。动力电池是纯电动汽车的核心,衡量电池性能的一个重要参数是能量密度,即单位质量电池储存的电能。该车搭载了高性能三元锂电池,其能量密度达到了$150W\cdot h/kg$。该车还配备了专利电池管理系统及超低温预热充电技术($-35^{\circ}C$亦可正常启动和充电),续驶里程更是达到了$600km$。该车支持快充、慢充和普通$220V$插座充电。快充$0.5h即可将电量由30\%充至80\%$；慢充$7h$充满；若选配随车充电宝,普通$220V$插座就可充,$25h$充满。该车的部分参数如下表所示。

|整车质量|$1680kg$|电池最大电能|$60kW\cdot h$|
|最大速度|$155km/h$|电动机最大功率|$160kW$|

某些电动汽车具备能量回收功能,其安装了可逆电机,车辆在减速或制动时车轮的转动会带动驱动电机转动,此时驱动电机就变成了发电机,能够产生电能为汽车的动力电池充电,达到能量回收利用的效果,同时具有辅助制动功能。
(1)电动汽车行驶时,动力电池属于______(选填“用电器”或“电源”)。
(2)电动汽车的可逆电机在汽车减速或制动时,将______能转化为电能并储存在动力电池中。
(3)(多选)关于该电动汽车,下列说法正确的是______(填选项字母)。
A. 快充使用的导线要比慢充的细
B. 若按$0.5元/(kW\cdot h)$计价,在行驶里程达到最高的情况下,汽车行驶$100km的电费为5$元
C. 能量回收系统可提高汽车的续驶里程
D. 该电动汽车的动力电池质量约为$400kg$
(4)该电动汽车快充时(由$30\%充至80\%$)的充电功率为______ $kW$。

答案：
(1)电源
(2)机械
(3)BCD
(4)60