河南省信阳市息县2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷（12月份）

这是一份河南省信阳市息县2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷（12月份），共19页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）“烧烤”是年轻人喜欢的一种美食。空气中弥漫着“肉香”味，这是 现象；食物烤熟是通过 的方式改变其内能的。
2．（2分）散热器常用水作为冷却剂，这是利用了水的 较大的特性，2kg汽油完全燃烧放出了 J的热量（汽油热值4.6×107J/kg）。
3．（2分）油罐车的后面经常拖着一条触地的铁链，这是因为铁是 （填“导体”或“绝缘体”），能够防止静电带来的危害。丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一轻质小球时，小球被排斥，说明小球带 （填“正”或“负”）电荷。
4．（3分）在家庭电路中，各用电器之间是 （选填“串联”或“并联”）连接的。星期天小明在家里正开着空调上网查资料，当妈妈做饭时，把电热水壶插头插进插座，空气开关立刻“跳闸”，小明分析其原因可能是电热水壶发生 ，也可能是家里电路中用电器 。
5．（2分）电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kW•h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h，该用电器的电功率为 W。
6．（3分）如图所示的电路中，电阻R0为6Ω，电源电压不变。把“6V，3W”的小灯泡接在AB间，CD间接电流表，闭合开关S，小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为 A，电源电压为 V，电流表的示数为 A。
二、选择题（13、14题为多选题，共计16分）
7．（2分）下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．洗衣机B．电视机C．电饭锅D．电风扇
8．（2分）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（ ）
A．电热毯B．电动汽车动力系统您看到的资料都源自我们平台，20多万份试卷，家威杏 MXSJ663 每日最新，性比价最高C．电热水壶D．充电暖手宝
9．（2分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
10．（2分）如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象，下列说法正确的是（ ）
A．电阻乙为定值电阻
B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲＝0.4Ω
C．如图2所示，当开关闭合，电路电流为0.2A时，电路总电阻是15Ω
D．如图3所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总电流为0.4A
11．（2分）如图是某款洗衣机及所用的三孔插座，它的铭牌标有“220V 150W”。下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机只能在220V的电压下工作
B．洗衣机正常工作时，10s内会产生1500J的热量
C．洗衣机外壳和火线绝缘损坏，外壳带电时，总电路中的保险丝会熔断
D．洗衣机外壳和火线绝缘损坏，外壳带电时，电路中的漏电保护器会切断电流
12．（2分）小明为养鸡场设计报警电路。养鸡场的前、后门分别装有开关S1，S2，动物闯入时开关会自动闭合。要求：
只要动物闯入任意一个门，电铃都能响起报警。图中符合设计要求的是（ ）
A．B．
C．D．
（多选）13．（2分）关于温度、热量、内能的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．物体不吸收热量，温度也可以升高
B．物体内能增大时，温度一定升高
C．温度相同的两物体间不会发生热传递
D．物体的温度越高，所含热量越多
（多选）14．（2分）某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻，R2为光敏电阻。当有光照射时电阻变小，激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次（计数器可视为电压表），闭合开关。激光被遮挡瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R2的阻值变小
B．通过R2的电流变大
C．计数器两端的电压变大
D．R1与R2的电流之比不变
三、作图题（共计4分）
15．（2分）根据如图所示的实际电路，画出电路图。
16．（2分）根据安全用电原则将图中的节能灯和开关接入照明电路。
四、实验探究题（共计18分）
17．（4分）小静同学用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力[c水＝4.2×103J/（kg•℃）q酒＝3.0×107J/kg]。
（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的 相同；
（2）加热10min，水吸收的热量 （填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验数据，小静作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，水的沸点是 ℃，煤油的比热容是 J/（kg•℃）。
18．（6分）小华用如图甲所示的电路，探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，电源电压不变。
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时，电路中的电流变大。
（2）在探究“电流与电压的关系”实验中，选取某一个定值电阻进行实验时，需要多次调节滑动变阻器滑片的位置，其目的是 。
A.使实验结论具有普遍性
B.多次测量减小实验误差
（3）在探究“电流与电阻的关系”的实验中：
①每次改变电阻R的阻值后，要进行的操作是：调节滑动变阻器的滑片，使 保持不变，并将电流表的示数记在下表中。
②第3次实验时电流表的示数如图丙所示，此时通过电阻的电流是 A。
③通过分析实验数据，得出的结论是 。
19．（8分）图甲是在物理实验室测量小灯泡额定功率的实验装置，小灯泡上标有2.5V的字样，采用两节新的干电池做电源。
（1）为保护电路元件安全，连接电路时开关应 ；图中有一根导线还没有连好，应该把它接在电压表 （选填“0”、“3”或“15”）接线柱上。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至 （选填“C”或“D”）端；闭合开关后，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“C”或“D”）端滑动，直到电压表示数为2.5V时为止。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 。
（4）利用所测数据也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为 （保留到整数位）。
（5）他通过调节滑动变阻器的滑片，测出了三组实验数据，如表所示。经过计算发现小灯泡亮度不同时，不但电功率不同，而且电阻也不同，你认为造成电阻不同的原因是 。
五、计算题（共计18分）
20．（9分）如图所示是小林家购买的某型号的电陶炉，它采用镍铬电阻丝发热，其额定电压为220V，功率可以从100W到2000W连续调节，真正地实现文武火功能。若该电陶炉以2000W的功率烧水时，在标准大气压下，将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要210秒。
（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为多少？（保留1位小数）
（2）水吸收的热量为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）电陶炉烧水时的效率为多少？
21．（9分）小伟为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：定值电阻R0＝6Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示；电压表量程为0～3V，改装后用于显示被测人体重，当压力F为0时，电压表示数为1.2V。分析题中信息完成以下问题（踏板重力不计）：
（1）电源电压为多少？
（2）压力为0时，电阻R的电功率为多少？
（3）电压表2V刻度处压力F应标为多少？
2023-2024学年河南省信阳市息县九年级（上）月考物理试卷（12月份）
参考答案与试题解析
一、填空题（共计14分）
1．（2分）“烧烤”是年轻人喜欢的一种美食。空气中弥漫着“肉香”味，这是 扩散 现象；食物烤熟是通过 热传递 的方式改变其内能的。
【解答】解：空气中弥漫着“肉香”味，这是扩散现象，说明分子在不停做无规则运动；
食物烤熟是通过热传递方式增加了食物的内能。
故答案为：扩散；热传递。
2．（2分）散热器常用水作为冷却剂，这是利用了水的 比热容 较大的特性，2kg汽油完全燃烧放出了 9.2×107 J的热量（汽油热值4.6×107J/kg）。
【解答】解：
（1）汽车发动机上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水比热容大的性质，与其它物质相比，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，致冷效果最好；
（2）汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J。
故答案为：大；9.2×107。
3．（2分）油罐车的后面经常拖着一条触地的铁链，这是因为铁是 导体 （填“导体”或“绝缘体”），能够防止静电带来的危害。丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一轻质小球时，小球被排斥，说明小球带 正 （填“正”或“负”）电荷。
【解答】解：油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地面上，可以把产生的静电导走，这是利用了铁是导体，铁有良好的导电性。
与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用该玻璃棒去靠近细线悬挂的轻质小球，发现小球被排斥，由于同种电荷相互排斥，则小球一定带正电。
故答案为：导体；正。
4．（3分）在家庭电路中，各用电器之间是 并联 （选填“串联”或“并联”）连接的。星期天小明在家里正开着空调上网查资料，当妈妈做饭时，把电热水壶插头插进插座，空气开关立刻“跳闸”，小明分析其原因可能是电热水壶发生 短路 ，也可能是家里电路中用电器 总功率过大 。
【解答】解：
（1）家用电器之间是并联时，各家用电器都正常工作，并且互不影响；
（2）电流过大会导致空气开关“跳闸”，电流过大的原因有：①电热水壶插头内部发生短路；②接入电热水壶后使得电路中用电器的总功率过大，造成干路电流过大。
故答案为：并联；短路；总功率过大。
5．（2分）电子式电能表表盘上标有“3200imp/（kW•h）”字样，将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了320次。该用电器在上述时间内消耗的电能为 0.1 kW•h，该用电器的电功率为 2000 W。
【解答】解：因为电路中每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁3200次。
所以当指示灯闪烁320次时，消耗的电能为W＝＝0.1kW•h，
t＝3min＝0.05h，
用电器的额定功率P＝＝＝2kW＝2000W。
故答案为：0.1；2000。
6．（3分）如图所示的电路中，电阻R0为6Ω，电源电压不变。把“6V，3W”的小灯泡接在AB间，CD间接电流表，闭合开关S，小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为 0.5 A，电源电压为 6 V，电流表的示数为 1.5 A。
【解答】解：根据题意可知，小灯泡正常发光时，两端的电压为UL＝6V，小灯泡的电功率为PL＝3W，
由P＝UI可知，小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A；
把小灯泡接在AB间，CD间接电流表，闭合开关S，小灯泡和R0并联，电流表测量干路的总电流；
根据并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U0＝UL＝6V；
则通过R0的电流：I0＝＝＝1A，
根据并联电路的电流特点可知，干路的总电流：I＝IL+I0＝0.5A+1A＝1.5A，即电流表的示数为1.5A。
故答案为：0.5；6；1.5。
二、选择题（13、14题为多选题，共计16分）
7．（2分）下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．洗衣机B．电视机C．电饭锅D．电风扇
【解答】解：A、洗衣机是利用电动机来带动它工作，因此它是利用了电流的磁效应，不符合题意；
B、电视机是利用了电流的磁效应，不符合题意；
C、电饭锅是把电能转化为热能的，利用了电流的热效应，符合题意；
D、电风扇是利用电动机带动它转动，把电能转化为机械能，利用了电流的磁效应，不符合题意。
故选：C。
8．（2分）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（ ）
A．电热毯B．电动汽车动力系统
C．电热水壶D．充电暖手宝
【解答】解：
ACD、超导体电阻为零欧姆，电流流过超导体时，不会发热，ACD都是利用的电流的热效应工作的，故ACD错误；
B、超导体在通电过程中，电能没有损失，因此可以用超导体制作汽车动力系统的线圈，故B正确。
故选：B。
9．（2分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
【解答】解：A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；
B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；
C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确；
D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误。
故选：C。
10．（2分）如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象，下列说法正确的是（ ）
A．电阻乙为定值电阻
B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲＝0.4Ω
C．如图2所示，当开关闭合，电路电流为0.2A时，电路总电阻是15Ω
D．如图3所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总电流为0.4A
【解答】解：A、由图象可知，甲对应的电流与电压成正比，而乙对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变，乙电阻的阻值变化，故A错误；
B、由图象可知，当甲两端电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，根据欧姆定律可知R甲＝＝＝5Ω；故B错误；
C、甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，通过甲、乙的电流均为0.2A，由图象可知，U甲＝1V，U乙＝2V，
据串联电路中总电压等于各分电压之和，故此时电源的电压：U＝U甲+U乙＝1V+2V＝3V，故总电阻是：R总＝＝＝15Ω，故C正确；
D、甲、乙并联在2V电源时，根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端的电压为2V，由图象可知，I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流I＝I甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A，故D错误；
故选：C。
11．（2分）如图是某款洗衣机及所用的三孔插座，它的铭牌标有“220V 150W”。下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机只能在220V的电压下工作
B．洗衣机正常工作时，10s内会产生1500J的热量
C．洗衣机外壳和火线绝缘损坏，外壳带电时，总电路中的保险丝会熔断
D．洗衣机外壳和火线绝缘损坏，外壳带电时，电路中的漏电保护器会切断电流
【解答】解：A、该洗衣机在额定电压下正常工作，两端的电压在一定的范围内可以工作，故A错误；
B、洗衣机的主体是电动机，电动机工作时将电能主要转化为机械能，还有一少部分内能；洗衣机正常工作10s消耗的电能W＝Pt＝150W×10s＝1500J，所以产生的热量远远小于1500J，故B错误；
CD、洗衣机外壳和火线绝缘损坏，外壳带电时，电路中的漏电保护器会切断电流，预防触电事故发生，保险丝不会熔断，故C错误，D正确。
故选：D。
12．（2分）小明为养鸡场设计报警电路。养鸡场的前、后门分别装有开关S1，S2，动物闯入时开关会自动闭合。要求：
只要动物闯入任意一个门，电铃都能响起报警。图中符合设计要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：由题意可知，只要动物闯入任意一个门，电铃都能响起报警，这说明这两个开关应该并联，故A符合题意。
故选：A。
（多选）13．（2分）关于温度、热量、内能的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．物体不吸收热量，温度也可以升高
B．物体内能增大时，温度一定升高
C．温度相同的两物体间不会发生热传递
D．物体的温度越高，所含热量越多
【解答】解：A、改变物体内能的两种方法：做功和热传递，对物体做功，温度也有可能升高，故A正确；
B、物体吸收热量，内能增加温度不一定升高，比如：晶体熔化过程虽然吸收热量，但温度保持不变，故B错误；
C、发生热传递的条件是存在温度差，温度相同的两物体间不会发生热传递，故C正确；
D、热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故D错误。
故选：AC。
（多选）14．（2分）某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻，R2为光敏电阻。当有光照射时电阻变小，激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次（计数器可视为电压表），闭合开关。激光被遮挡瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R2的阻值变小
B．通过R2的电流变大
C．计数器两端的电压变大
D．R1与R2的电流之比不变
【解答】解：
A、两电阻串联，计数器（电压表）测R2的电压，已知当有光照射时电阻变小，所以激光被遮挡瞬间电阻R2变大，故A错误；
B、由串联电阻的规律可知，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，故B错误；
C、根据U＝IR可知，R1两端的电压变小，由串联电路的电压规律可知，电压表示数变大，即计数器两端的电压变大，故C正确；
D、根据串联电路各处的电流相等可知，R1与R2的电流之比为1：1，保持不变，故D正确。
故选：CD。
三、作图题（共计4分）
15．（2分）根据如图所示的实际电路，画出电路图。
【解答】解：由实物图知，两灯串联，开关控制整个电路，由此画出电路图如图所示：
16．（2分）根据安全用电原则将图中的节能灯和开关接入照明电路。
【解答】解：节能灯接法：火线进入开关，再进入节能灯顶端的金属点，零线直接接入节能灯的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触节能灯不会发生触电事故。既能控制节能灯，又能更安全。如图所示：
四、实验探究题（共计18分）
17．（4分）小静同学用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力[c水＝4.2×103J/（kg•℃）q酒＝3.0×107J/kg]。
（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的 质量 相同；
（2）加热10min，水吸收的热量 等于 （填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验数据，小静作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，水的沸点是 98 ℃，煤油的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。
【解答】解：（1）根据控制比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油质量相等。
（2）加热10min，根据转换法，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
（3）根据图像可知，水到了98℃后温度不再升高，所以沸点为98℃；
根据如图乙作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图像可知，升高30℃，煤油用时10min，水用时20min，
由转换法，煤油吸热是水的＝倍，根据c＝可知，煤油的比热容：c＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；（2）等于；（3）98；2.1×103。
18．（6分）小华用如图甲所示的电路，探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，电源电压不变。
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时，电路中的电流变大。
（2）在探究“电流与电压的关系”实验中，选取某一个定值电阻进行实验时，需要多次调节滑动变阻器滑片的位置，其目的是 A 。
A.使实验结论具有普遍性
B.多次测量减小实验误差
（3）在探究“电流与电阻的关系”的实验中：
①每次改变电阻R的阻值后，要进行的操作是：调节滑动变阻器的滑片，使 电压表的示数 保持不变，并将电流表的示数记在下表中。
②第3次实验时电流表的示数如图丙所示，此时通过电阻的电流是 0.2 A。
③通过分析实验数据，得出的结论是 在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 。
【解答】解：（1）滑动变阻器的左下方接线柱与开关的右接线柱相连，变阻器的滑片向左滑动时，电路中的电流变大，如下图所示：
（2）在探究“电流与电压的关系”实验中，选定某一定值电阻进行实验，多次调节滑动变阻器改变定值电阻两端的电压和通过的电流，然后归纳得出结论，这样会使实验结论具有普遍性，故A正确；
（3）①在探究“电流与电阻的关系”实验中，每次改变电阻R的阻值后，通过调节滑动变阻器的滑片，使电阻R两端的电压保持不变，并记下对应的电流表示数；
②由图丙知，电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
③由表中实验数据可知，在电压一定时，电流与电阻的乘积保持不变，是定值，即电流与电阻成反比，故可得结论：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）如上图所示；（2）A；（3）①电压表的示数；②0.2；③在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
19．（8分）图甲是在物理实验室测量小灯泡额定功率的实验装置，小灯泡上标有2.5V的字样，采用两节新的干电池做电源。
（1）为保护电路元件安全，连接电路时开关应 断开 ；图中有一根导线还没有连好，应该把它接在电压表 3 （选填“0”、“3”或“15”）接线柱上。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至 D （选填“C”或“D”）端；闭合开关后，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 C （选填“C”或“D”）端滑动，直到电压表示数为2.5V时为止。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 0.9W 。
（4）利用所测数据也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为 7Ω （保留到整数位）。
（5）他通过调节滑动变阻器的滑片，测出了三组实验数据，如表所示。经过计算发现小灯泡亮度不同时，不但电功率不同，而且电阻也不同，你认为造成电阻不同的原因是 小灯泡亮度增大时，其电功率也增大，造成灯丝温度升高，所以灯丝电阻变大 。
【解答】解：（1）为保护电路元件安全，连接电路时开关应断开；
由题意知，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表可选择0～3V的量程；
（2）由图知，滑动变阻器接了下面左边的C接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端的D端使其阻值最大；
闭合开关后，电压表示数为2V，低于额定电压，所以应减小滑动变阻器的阻值，减少分得的电压，滑片应向左即C端移动；
（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.36A，则P＝UI＝2.5V×0.36A＝0.9W；
（4）R＝＝≈7Ω
（5）小灯泡亮度增大时，其电功率也增大，造成灯丝温度升高，所以灯丝电阻变大。
故答案为：（1）断开；3；（2）D；C；（3）0.9W；（4）7Ω；（5）小灯泡亮度增大时，其电功率也增大，造成灯丝温度升高，所以灯丝电阻变大。
五、计算题（共计18分）
20．（9分）如图所示是小林家购买的某型号的电陶炉，它采用镍铬电阻丝发热，其额定电压为220V，功率可以从100W到2000W连续调节，真正地实现文武火功能。若该电陶炉以2000W的功率烧水时，在标准大气压下，将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要210秒。
（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为多少？（保留1位小数）
（2）水吸收的热量为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）电陶炉烧水时的效率为多少？
【解答】解：（1）由P＝UI可知，电陶炉以最大功率正常工作时的电流：I＝＝≈9.1A；
（2）一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（3）电陶炉消耗的电能：W＝P最大t′＝2000W×210s＝4.2×105J，
电陶炉烧水时的效率：η＝＝＝80%。
答：（1）电陶炉以最大功率正常工作时的电流为9.1A；
（2）水吸收的热量为3.36×105J；
（3）电陶炉烧水时的效率为80%。
21．（9分）小伟为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：定值电阻R0＝6Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示；电压表量程为0～3V，改装后用于显示被测人体重，当压力F为0时，电压表示数为1.2V。分析题中信息完成以下问题（踏板重力不计）：
（1）电源电压为多少？
（2）压力为0时，电阻R的电功率为多少？
（3）电压表2V刻度处压力F应标为多少？
【解答】解：（1）（2）由图乙可知，当压力为0N时，压敏电阻R＝24Ω，此时电路中的电流I＝＝＝0.2A，电源电压U＝I×（R+R0）＝0.2A×（6Ω+24Ω）＝6V；
此时电阻R的电功率P＝IR＝0.2A×24Ω＝4.8W；
（3）当电压表示数为2V时，此时电路中的电流＝＝，压敏电阻两端电压为U′＝U﹣U0′＝6V﹣2V＝4V，压敏电阻的阻值R′＝＝＝12Ω，由图乙可知，阻值为12Ω对应的压力F＝300N。
故答案为：（1）6V；（2）4.8W；（3）300N。实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.60
0.30
0.15
0.12
实验次数
1
2
3
U/v
2.0
2.5
2.8
I/A
0.30
0.38
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.60
0.30
0.15
0.12
实验次数
1
2
3
U/v
2.0
2.5
2.8
I/A
0.30
0.38