《2025年实验班提优大考卷九年级物理全一册人教版》

20. (4分)如图所示是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置图局部,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气.
(1)图甲装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系.
(2)图乙装置$R_1$和$R_2$两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比$Q_1$：$Q_2= $4:1；实验时电阻$R_3$与$R_2$的阻值不一定(填“一定”或“不一定”)相同.为了使左右两个U形管内液面高度差更明显$,R_3$应选用2Ω(填“2Ω”“5Ω”或“10Ω”).

答案：
(1)电阻
(2)4:1 不一定 2 Ω [解析]
(1)图甲装置将两段阻值不同的电阻丝串联，控制了电流和通电时间相同，而电阻大小不同，是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，通电一段时间后，由于右侧的电阻大，根据Q=I²Rt知，右侧容器产生的热量更多.
(2)图乙装置将R₂与R₃并联后与R₁串联，控制电阻和通电时间相同，电流不同，是为了探究电流产生的热量与电流的关系.由于R₁=R₂=R₃，根据并联分流规律可知，I₁=2I₂=2I₃，根据Q=I²Rt知，R₁和R₂两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q₁/Q₂=I₁²Rt/I₂²Rt=(2I₂)²/I₂²=4/1；电阻R₃的作用主要是使电阻R₁和R₂中的电流不相等，只要分去部分电流即可，所以R₂与R₃的阻值不一定相同.为了使左右两个U形管内液面高度差更大，应使得R₃分去的电流更大，根据并联分流规律可知，R₃应选用较小的电阻，故选用2 Ω.

21. 中考新考法 直流充电桩科普阅读 阅读下列短文,回答问题.
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置,如图甲所示.它能够将电网中的交流电转化为直流电,再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池).通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,因而可实现快速充电.
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D.充电时,充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化,同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息.
现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能.假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能.充电前,D为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0.开始充电后,P与D的关系如图乙所示(为方便计算,图像已作近似处理).充满后,立即停止充电.当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示.

(1)通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,故充电功率更大.
(2)在D从30%增至70%的过程中,充电功率大致的变化规律是先变大后不变.当D为70%时,充电电流为100A.
(3)若充电过程中充电电费单价不变,则测试全过程的充电费用为50.4元.

答案：
(1)大
(2)先变大后不变 100
(3)50.4 [解析]
(1)通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，由P=UI可知充电功率更大.
(2)由图乙可知，D从30%增至70%的过程中，充电功率先变大后不变.当D达到70%时，充电功率为40 kW=40000 W；由表中数据知，D达到70%时，充电电压为400 V，由P=UI可知，此时的充电电流I=P/U=40000 W/400 V=100 A.
(3)充电前D为30%，故由表中数据知，D达到70%时，即充入的电能为充满状态储能的40%时，充电度数为24.0 kW·h，充电费用为28.80元，充电电费单价为28.80元/24.0 kW·h=1.20元/(kW·h)；则充满电还需充入30%，需消耗的电能为W'=24.0 kW·h/40%×30%=18 kW·h；则测试全过程的充电费用应为(24 kW·h+18 kW·h)×1.20元/(kW·h)=50.4元.