《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册北师大版》

2. 图 13 - 3 - 2 为电阻 $ R_1 $ 和 $ R_2 $ 的 $ I - U $ 图像,下列说法正确的是( )。


A.$ R_2 $ 的电阻是 $ 20 \Omega $
B.若两电阻串联,$ R_1 $ 两端的电压与 $ R_2 $ 两端的电压之比为 $ 2 : 1 $
C.若两电阻并联,$ R_1 $ 的电功率与 $ R_2 $ 的电功率之比为 $ 2 : 1 $
D.若两电阻串联,相同时间内电流通过 $ R_1 $、$ R_2 $ 产生的热量之比为 $ 1 : 1 $

答案： B

3. 如图 13 - 3 - 3 所示,电源电压不变,电阻 $ R_1 $ 的阻值为 $ 30 \Omega $。闭合开关 $ S $,两电流表的示数分别为 $ 0.2 A $ 和 $ 0.5 A $,则通电 $ 10 s $,电流通过 $ R_2 $ 产生的热量为____J。

答案： 18

4. 图 13 - 3 - 4 为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。

(1) 实验中通过____的大小来反映电流通过电阻时产生热量的多少,这种实验方法是____。

(2) 连接好电路后闭合开关,通电一段时间,如图 13 - 3 - 4 甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下,____越大,电流通过导体时产生的热量越多。
(3) 图 13 - 3 - 4 乙是为了探究电流通过导体时产生的热量与____的关系,图中 $ R_2 $ 与 $ R_3 $ 并联,目的是使通过 $ R_1 $ 与 $ R_2 $ 的____不同。
(4) 某小组在利用如图 13 - 3 - 4 乙所示的装置做实验时,发现左右两个 U 形管内的液柱高度差相同,与其他小组的实验现象都不同。经检查该装置气密性良好,则实验现象不同的原因是 $ R_3 $____(选填“断路”或“短路”)。
(5) 排除故障后,在相同时间内电流通过 $ R_1 $ 与 $ R_2 $ 产生的热量之比为____。

答案： （1)U形管内液柱高度差 转换法 （2)电阻 （3)电流 电流 （4)断路 （5)$4:1$

5. 小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,其内部电路简化图如图 13 - 3 - 5 所示。电源两端电压为 $ 6 V $,电热丝 $ R_1 $、$ R_2 $ 的阻值恒定,$ R_1 = 4 \Omega $。

(1) 只闭合开关 $ S_1 $ 时,通过 $ R_1 $ 的电流是多大？
(2) 只闭合开关 $ S_1 $ 时,$ R_1 $ 的电功率是多少？
(3) 电源两端电压为 $ 6 V $ 时,“速热”挡的电功率为 $ 36 W $。若更换成电压为 $ 5 V $ 的电源,则使用“速热”挡 $ 10 s $ 内电路产生的热量是多少？

答案： （1)$1.5\ A$ （2)$9\ W$ （3)$250\ J$ 解析（1)只闭合开关$S_{1}$时,电路为$R_{1}$的简单电路,通过$R_{1}$的电流$I_{1}=\frac {U}{R_{1}}=\frac {6\ V}{4\ \Omega }=1.5\ A$。（2)只闭合开关$S_{1}$时,电路为$R_{1}$的简单电路,$R_{1}$的电功率$P_{1}=\frac {U^{2}}{R_{1}}=\frac {(6\ V)^{2}}{4\ \Omega }=9\ W$。（3)两开关都闭合时,两电阻并联,此时干路电流最大,由$P=UI$可知,此时电路的总功率最大,为"速热"挡。电源两端电压为$6\ V$时,由$P=UI$可得,干路中的电流$I=\frac {P}{U}=\frac {36\ W}{6\ V}=6\ A$,通过$R_{2}$的电流$I_{2}=I-I_{1}=6\ A-1.5\ A=4.5\ A$,$R_{2}$的阻值$R_{2}=\frac {U}{I_{2}}=\frac {6\ V}{4.5\ A}=\frac {4}{3}\ \Omega $。若更换成电压为$5\ V$的电源,此时干路中的电流$I'=\frac {U'}{R_{1}}+\frac {U'}{R_{2}}=\frac {5\ V}{4\ \Omega }+\frac {5\ V}{\frac {4}{3}\ \Omega }=5\ A$,使用"速热"挡$10\ s$内电路产生的热量$Q=W=U'I't=5\ V×5\ A×10\ s=250\ J$。