《2025年新课程实践与探究丛书九年级物理全一册人教版》

(2023·泾源县校级期末)做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,在装有相同初温、质量的煤油的瓶子内装入铜丝和镍铬合金丝($ R_{铜} ＜ R_{镍铬} $),如图所示。
(1)实验中是通过观察______来显示电流产生热量的多少。
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,是因为煤油具有比热容______、吸热升温______的特点。
(3)如图所示,将铜丝和镍铬合金丝串联,是为了控制______和通电时间相同；闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,一段时间后观察到乙瓶中温度计的示数大于甲瓶中温度计的示数,可得出结论：在其他条件一定时,______越大,电流通过导体产生的热量越多。
(4)该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与______的关系。

答案：
(1)温度计的示数的变化
(2)小 快
(3)电流 电阻
(4)电流

例 2
(2024·长寿区期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻 $ R_{1} $ 的阻值为 $ 30\ \Omega $,定值电阻 $ R_{2} $ 的阻值为 $ 20\ \Omega $。当闭合开关 $ S $ 时,电流表的示数为 $ 0.3\ A $。问：
(1)电源电压是多少？
(2)通电 $ 100\ s $ 电流通过整个电路产生的总热量是多少？

答案：
(1)由图可知,闭合开关S,$R_{1}$、$R_{2}$并联,电流表测通过$R_{2}$的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:$U=U_{1}=U_{2}=I_{2}R_{2}=0.3\ {A}×20\ \Omega=6\ {V}$。
(2)由欧姆定律可知,通过$R_{1}$的电流:$I_{1}=\frac{U_{1}}{R_{1}}=\frac{6\ {V}}{30\ \Omega}=0.2\ {A}$,根据并联电路的电流特点可知,干路的总电流:$I=I_{1}+I_{2}=0.2\ {A}+0.3\ {A}=0.5\ {A}$,通电100 s电流通过整个电路产生的总热量:$Q=W=UIt=6\ {V}×0.5\ {A}×100\ {s}=300\ {J}$。

(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,其简化电路图如图乙,电源电压为 $ 220\ V $,$ R_{1} $、$ R_{2} $ 是电热丝,$ R_{1} = 55\ \Omega $,$ R_{2} = 110\ \Omega $。开关 $ S $ 接 $ 2 $、$ 3 $ 时处于慢热挡,接 $ 3 $、$ 4 $ 时处于速热挡。求：
(1)挂烫机慢热工作过程中,电路中的电流；
(2)挂烫机慢热工作 $ 1\ min $,电热丝产生的热量；
(3)挂烫机速热工作过程中的总电功率。

答案：
(1)由电路图可知,开关S接2、3时处于慢热挡,只有电热丝$R_{1}$接入电路中,则电路中的电流为:$I=\frac{U}{R_{1}}=\frac{220\ {V}}{55\ \Omega}=4\ {A}$;
(2)$t=1\ {min}=60\ {s}$,电热丝产生的热量为:$Q=I^{2}R_{1}t=(4\ {A})^{2}×55\ \Omega×60\ {s}=5.28×10^{4}\ {J}$;
(3)开关S接3、4时处于速热挡,两电热丝并联,$R_{1}$的电功率为:$P_{1}=UI_{1}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(220\ {V})^{2}}{55\ \Omega}=880\ {W}$;$R_{2}$的电功率为:$P_{2}=UI_{2}=\frac{U^{2}}{R_{2}}=\frac{(220\ {V})^{2}}{110\ \Omega}=440\ {W}$;挂烫机速热过程中的总电功率为:$P=P_{1}+P_{2}=880\ {W}+440\ {W}=1320\ {W}$。