9年級(jí)-14-焦耳定律的綜合應(yīng)用（解析版）-全國(guó)初中物理競(jìng)賽試題編選

試卷第=page2121頁(yè)，共=sectionpages2222頁(yè)試卷第=page2222頁(yè)，共=sectionpages2222頁(yè)焦耳定律的綜合應(yīng)用全國(guó)初中物理競(jìng)賽試題精編一、單選題1．如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為10V，電壓表量程為0~15V，電流表量程為0~0.6A。在保證電路各元件安全的前提下，先只閉合開關(guān)S、S1，將滑片P從最右端b向左最大范圍移動(dòng)到a點(diǎn)。再斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，將滑片P從a點(diǎn)向右移動(dòng)到最右端。圖乙是這兩次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中繪制的電流表與電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像。下列說(shuō)法正確的是（）A．電源電壓為10VB．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為40ΩC．只閉合開關(guān)S、S2，滑片P在a點(diǎn)時(shí)，定值電阻R2在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為8JD．只閉合開關(guān)S、S1，燈泡L的功率變化范圍為1W~5W【答案】D【詳解】AB．只閉合開關(guān)S、S1，R1與L串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由題意可知，滑片P在a點(diǎn)時(shí)，電路的總電阻最小，根據(jù)歐姆定律可知，電路的電流最大，由圖像可知最大電流為0.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為2V，滑動(dòng)變阻器的最小電阻為滑片P在b端時(shí)，電路的總電阻最大，根據(jù)歐姆定律知電路的電流最小，由圖像可知最小電流為0.25A，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為8V，則滑動(dòng)變阻器的最大電阻為只閉合開關(guān)S、S1，滑片從最右端b向左移動(dòng)到a點(diǎn)，保證電路元件安全，當(dāng)變阻器連入電路的阻值最小（即滑片在a點(diǎn)時(shí)），電路的總電阻最小，電路中電流最大，由圖乙知，電路的最大電流Imax

=0.5A<0.6A說(shuō)明燈泡的額定電流為0.5A，則此時(shí)燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的兩端電壓為2V，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得，電源電壓為故AB錯(cuò)誤；C．只閉合開關(guān)S、S2，滑片P在a點(diǎn)時(shí)，因電壓表相當(dāng)于開路，則可知R1的最大阻值與R2串聯(lián)，電路中的電流恒為I1=0.3A，由歐姆定律可得，此時(shí)R1

兩端的電壓為此時(shí)R2兩端的電壓為則定值電阻R2在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為故C錯(cuò)誤；D．只閉合開關(guān)S、S1，滑片P在a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最小，此時(shí)電路的電流最大為0.5A，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，燈泡L的兩端電壓最大，即為其額定電壓10V，因此此時(shí)燈泡的電功率最大，即為滑片P在b點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，此時(shí)電路的電流最小為Imin=0.25A，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，燈泡L的兩端電壓最小，即為因此此時(shí)燈泡的電功率最小，即為因此，燈泡L的功率變化范圍為1W~5W。故D正確。故選D。2．如圖所示電路，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J。則下列結(jié)果正確的是（）A．電路中的最大電流為1AB．滑片P在中點(diǎn)時(shí)，10s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消粍的電能為60JC．滑動(dòng)變阻器R先后兩次消耗的電功率之比為8:1D．R1先后兩次消耗的電功率之比為16:9【答案】D【詳解】當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，其電阻變大，分壓增多，電壓表的示數(shù)變化了2V，則變阻器此時(shí)電壓是6V，設(shè)電源電壓是U，滑動(dòng)變阻器最大阻值是R，由題意列方程得解得由串聯(lián)分壓比等于電阻比可知，滑片在b端時(shí)，R和R1各分6V電壓，電源電壓是12V。當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí)，R分4V電壓，R1分8V電壓?；琍置于變阻器的b端時(shí)，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J，則R1的阻值是A．當(dāng)滑片在a點(diǎn)時(shí)，變阻器接入電路的阻值為0，電路中的電流最大，最大電流是故A錯(cuò)誤；B．串聯(lián)電路中各處電流相等，滑片在中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流10s內(nèi)滑動(dòng)變阻器消耗的電能故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)滑片在b點(diǎn)時(shí)，變阻器接入的阻值最大，電路中的電流最小，最小電流是由P=UI可得，滑動(dòng)變阻器R先后兩次消耗的電功率之比故C錯(cuò)誤；D．由P=UI可得，R1先后兩次消耗的電功率之比故D正確。故選D。3．如圖所示電路，電源電壓為6V且保持不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了1V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為30J。則下列結(jié)果正確的是（）A．電路中的最小電流為0.5AB．滑片P在中點(diǎn)時(shí)，9s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能為30JC．R1先后兩次消耗的電功率之比為4：3D．R先后兩次消耗的電功率之比為8：9【答案】D【詳解】A．電源電壓一定，根據(jù)公式得，當(dāng)電阻最大時(shí)電路中的電流最小，即當(dāng)滑片移動(dòng)到b端時(shí)，電路中電流最小，滑片從中點(diǎn)移動(dòng)到b端，電阻變大，電阻中電流變小，定值電阻R1的電壓變小，所以R的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，由題意可知電壓表示數(shù)為則R1的電壓為因?yàn)镽1和R串聯(lián)，所以電流相同，根據(jù)公式得，R1和R的電阻相等，由題意可知解得此時(shí)的電流為1A，即最小電流為1A，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)A選項(xiàng)，R1和R的最大電阻為滑片P在中點(diǎn)時(shí)，9s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能為故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí)電路中的電流為R1先后兩次消耗的電功率之比為故C錯(cuò)誤；D．R先后兩次消耗的電功率之比為故D正確。故選D。4．如下圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至a端時(shí)，定值電阻R產(chǎn)生熱量Q用時(shí)是9min；當(dāng)滑片P滑至b端時(shí)，定值電阻R產(chǎn)生相同熱量Q的用時(shí)是36min，當(dāng)滑片P滑至ab的中點(diǎn)時(shí)，若定值電阻R再產(chǎn)生熱量Q的用時(shí)是（

）A．20.5min B．20.05min C．20.25min D．22.25min【答案】C【詳解】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至a端時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)單電路，產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由得，產(chǎn)生熱量Q所用時(shí)間為當(dāng)滑片P滑至b端時(shí)，電路為R與整個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)電路，根據(jù)串聯(lián)分壓定律可求R兩端電壓為產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由得，產(chǎn)生熱量Q所用時(shí)間為當(dāng)滑片P滑至ab的中點(diǎn)時(shí)，電路為R與變阻器串聯(lián)電路，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入阻值為總阻值的一半，根據(jù)串聯(lián)分壓定律可求R兩端電壓為產(chǎn)生熱量等于消耗電能，則可由得，產(chǎn)生熱量Q所用時(shí)間為由于第一次用時(shí)9min，第二次用時(shí)36min，帶入式子求解可得，t3=20.25min，故選C。二、多選題5．如圖甲所示電路中，電源電壓不變，燈泡L的規(guī)格為“6V2.4W”，忽略溫度對(duì)小燈泡電阻的影響。只閉合開關(guān)S、S1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從B端移到A端的過(guò)程中，R2的電功率P與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示；P在B端時(shí)，定值電阻R1的電功率與電路的總功率之比為1︰4。在保證電路安全的情況下，下列說(shuō)法正確的是（）A．電源電壓U=10VB．定值電阻R1的阻值為15ΩC．只閉合開關(guān)S、S1，R1的功率的變化范圍是0.9W~14.4WD．只閉合開關(guān)S、S2，電路總功率的變化范圍是3.2W~7.2W【答案】C【詳解】A．只閉合開關(guān)S、S1，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓。由圖乙即串聯(lián)分壓可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大時(shí)，兩端電壓最大為9V，此時(shí)電功率為2.7W，根據(jù)P=UI，此時(shí)電流為0.3A；P在B端時(shí)，定值電阻R1的電功率與電路的總功率之比為1︰4，即定值電阻的電功率為0.9W，電路的總功率為3.6W，根據(jù)P=UI，電源電壓為故A錯(cuò)誤；B．由A可知，定值電阻的阻值故B錯(cuò)誤；C．只閉合開關(guān)S、S1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大時(shí)，R1的功率最小，即為0.9W，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最小時(shí)，R1的功率最大，根據(jù)，功率最大為所以R1的功率的變化范圍是0.9W~14.4W，故C正確；D．只閉合開關(guān)S、S2，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表使用“0~0.6A”量程，燈泡的額定電流為0.4A。因此當(dāng)電流最大為0.4A時(shí)，電路總功率最大，根據(jù)P=UI，總功率最大為P'max=UImax=12V×0.4A=4.8W當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值最大時(shí)，電路總功率最小小燈泡的電阻此時(shí)電路最小功率為所以電路總功率的變化范圍是3.2W~4.8W。故D錯(cuò)誤。故選C。6．將定值電阻R1，R2和滑動(dòng)變阻器R3接入如圖所示的電路中，已知R1的阻值為16Ω，電流表測(cè)量范圍為0~0.6A，電源電壓不變。當(dāng)開關(guān)S閉合，移動(dòng)滑片，當(dāng)滑片移至ab中點(diǎn)時(shí)，R3的電功率最大，此時(shí)電壓表V2的示數(shù)為6V；當(dāng)開關(guān)S斷開，滑片移至a端，兩個(gè)電壓表V1和V2的示數(shù)之比U1︰U2=3︰1。下列說(shuō)法中正確的是（）A．電源電壓為18VB．滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為16ΩC．當(dāng)開關(guān)S斷開，滑片移至a端，電流表示數(shù)為0.5AD．通過(guò)調(diào)節(jié)開關(guān)S的通斷，R3滑片的位置，電路消耗的最大功率為9W【答案】C【詳解】A．當(dāng)開關(guān)S閉合，R1和R3串聯(lián)，R2被短路，電壓表V2的測(cè)R3兩端電壓；此時(shí)移動(dòng)滑片，當(dāng)滑片移至ab中點(diǎn)時(shí)，R3的電功率最大，電壓表V2的示數(shù)為6V；消耗的功率為所以，當(dāng)R3=R1=16Ω滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，則根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，電源電壓為12V。故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)滑片移至ab中點(diǎn)時(shí)電阻為16Ω，所以滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為32Ω，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)開關(guān)S斷開，R1、R2和R3串聯(lián)，滑片移至a端，滑動(dòng)變阻器阻值為零，電壓表V1測(cè)R1、R2兩端總電壓，電壓表V2測(cè)R2兩端電壓，又因?yàn)殡娫措妷簽?2V，兩個(gè)電壓表V1和V2的示數(shù)之比U1︰U2=3︰1，所以R1兩端電壓為8V，此時(shí)電路電流故C正確；D．根據(jù)，因?yàn)殡娫措妷翰蛔儯?dāng)電路中電阻最小時(shí)，電路消耗功率最大，因此開關(guān)S應(yīng)閉合，滑動(dòng)變阻器滑片移至a端時(shí)，為R1的簡(jiǎn)單電路，電路的功率最大此時(shí)電路中電流為電路中電流大于電流表的量程，為了電路安全，所以電路消耗的最大功率小于9W。故D錯(cuò)誤。故選C。三、填空題7．如圖是某款家用電飯煲的保溫、加熱兩擋調(diào)節(jié)功能電路。已知電源電壓為220V，電熱絲R1的阻值為121Ω，電路處于加熱擋時(shí)功率為1400W，則電熱絲R2的阻值為Ω，電路處于保溫?fù)鯐r(shí)功率為W。電熱絲通電一段時(shí)間后變得很燙，而與電飯煲連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是因?yàn)閷?dǎo)線，產(chǎn)生的熱量少。若電飯煲正常工作1小時(shí)，使標(biāo)有“1000imp/(kW·h)”的電能表指示燈閃爍640次，則電飯煲處于加熱擋與保溫?fù)醯墓ぷ鲿r(shí)間之比為。【答案】48.4400電阻小6∶19【詳解】[1]分析電路可知，當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，電路的總功率最大時(shí)高溫檔，此時(shí)流過(guò)R1的電流為干路電流為流過(guò)R2的電流為所以R2的電阻為[2]當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開時(shí)功率小，是保溫狀態(tài)，所以保溫時(shí)的功率為[3]電熱絲與電飯煲連接的導(dǎo)線是串聯(lián)的，所以電流和通電時(shí)間都相同，根據(jù)公式可知，電熱絲通電一段時(shí)間后變得很燙，而與電飯煲連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是因?yàn)閷?dǎo)線電阻小。[4]電飯煲消耗的電能為假設(shè)加熱時(shí)間為t，則保溫時(shí)間為1h-t，則由題意知解得加熱的時(shí)間為0.24h，所以加熱擋與保溫?fù)醯墓ぷ鲿r(shí)間之比為8．如圖甲的多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營(yíng)養(yǎng)量化等功能，深受市場(chǎng)認(rèn)可和歡迎。圖乙是某品牌養(yǎng)生壺簡(jiǎn)化電路圖。[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg?℃），g取10N/kg]

項(xiàng)目參數(shù)電源電壓（V）220低溫?fù)豕β剩╓）275中溫?fù)豕β剩╓）550高溫?fù)豕β剩╓）1100容積（L）1由題中所給信息回答以下問題：（1）養(yǎng)生壺為高溫?fù)?，開關(guān)的狀態(tài)是；（2）R1=Ω；（3）養(yǎng)生壺處于低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中的電流大小為A；（4）使用高溫?fù)鯇⒊鯗厥?5℃的一壺水（1L）加熱到95℃，用時(shí)5min，此次燒水的效率為?！敬鸢浮縎1閉合，S2撥到B881.2589.1%【詳解】（1）[1]當(dāng)S1閉合，S2撥到B時(shí)，R1、R2并聯(lián)；當(dāng)S1斷開，S2撥到A時(shí)，R1、R2串聯(lián)；當(dāng)S1閉合，S2撥到A時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路；因?yàn)椴⒙?lián)電路的總電阻小于各支路的電阻，串聯(lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻，所以由可知，R1、R2并聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最小，電功率最大，養(yǎng)生壺為高溫?fù)酰籖1、R2串聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最大，電功率最小，養(yǎng)生壺為低溫?fù)?；電路為R1的簡(jiǎn)單電路時(shí)，養(yǎng)生壺為中溫?fù)?；因此養(yǎng)生壺為高溫?fù)?，開關(guān)的狀態(tài)是：S1閉合，S2撥到B。（2）[2]因?yàn)橹袦負(fù)鯐r(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，所以，由可知，R1的阻值（3）[3]由P=UI可知，養(yǎng)生壺處于低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中的電流（4）[4]由可知，養(yǎng)生壺高溫?fù)跫訜嵯牡碾娔躓=P高溫t=1100W×5×60s=3.3×105J由可知，水的質(zhì)量為m=ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg水吸收的熱量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(95-25)℃=2.94×105J養(yǎng)生壺的燒水效率9．如圖甲所示為自制簡(jiǎn)易電熱水器的工作原理圖。其控制電路電源電壓恒為6V，電磁鐵線圈電阻不計(jì)，為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的規(guī)律如圖乙所示。熱敏電阻和工作電路中的三只電阻、、均有絕緣保護(hù)且置于儲(chǔ)水箱中（產(chǎn)生的熱量不計(jì)）。其中，。閉合開關(guān)S、，當(dāng)控制電路中電流達(dá)到15mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵被吸下，水箱內(nèi)水溫恰為75℃，工作電路的功率變?yōu)?20W，此后水溫逐漸下降；當(dāng)控制電路中電流小于等于10mA時(shí)，銜鐵被釋放。（1）銜鐵吸下后，工作電路中的電流為A；（2）銜鐵釋放時(shí)水箱中的水溫()；（3）該熱水器加熱時(shí)，將50kg的水溫度升高4℃，用時(shí)6min，該熱水器的加熱效率()。（保留一位小數(shù)）[]

【答案】130℃84.8%【詳解】（1）[1]銜鐵被吸下時(shí)，工作電路的功率變?yōu)?20W，則工作電路中的電流（2）[2]銜鐵被吸下時(shí)，由題意可知，，由圖像可知，電路中總電阻則定值電阻R0的阻值銜鐵被釋放時(shí)，電路中總電阻則熱敏電阻此時(shí)的阻值由圖像可知（3）[3]將50kg的水溫度升高4℃，水吸收熱量銜鐵被吸下時(shí)，R1與R3串聯(lián)，電路中總阻值則R1的阻值由于R1︰R2=4︰1，可得R2的阻值銜鐵被釋放時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路中的總功率用時(shí)6min，該熱水器放出熱量則熱水器的加熱效率四、實(shí)驗(yàn)題10．在“測(cè)量小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5V，電源電壓為6V。(1)如圖甲，連線時(shí)開關(guān)應(yīng)處于（選填“閉合”或“斷開”）狀態(tài)，閉合開關(guān)前，應(yīng)將變阻器滑片滑到端（選填“A”或“B”）；(2)按照?qǐng)D甲正確連好電路，閉合開關(guān)，小燈泡不亮，兩表指針均有偏轉(zhuǎn)，造成該現(xiàn)象的原因不可能的是()A．小燈泡短路

B．小燈泡兩端電壓太小C．滑動(dòng)變阻器阻值太大

D．電源電壓太小(3)移動(dòng)滑片，使小燈泡正常工作，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3A，則小燈泡的額定功率為W。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出小燈泡I-U關(guān)系圖像如圖乙（坐標(biāo)軸上的數(shù)值已被擦除），分析圖像可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓減小時(shí)，小燈泡的電阻（選填“增大”“減小”或“不變”）；(4)當(dāng)小燈泡兩端電壓為2V時(shí)，實(shí)際功率在以下哪個(gè)范圍內(nèi)()A．P實(shí)＜0.48WB．0.48W＜P實(shí)＜0.6WC．0.6W＜P實(shí)＜0.75WD．P實(shí)＞0.75W(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小杜繼續(xù)對(duì)滑動(dòng)變阻器兩端電壓與通過(guò)它的電流關(guān)系進(jìn)行了探究，則她畫出的U-I圖象應(yīng)為圖丙中的虛線（填“①”、“②”或“③”）；(6)小杜認(rèn)為小燈泡的額定功率只測(cè)一次，誤差較大，故又用上述器材多次實(shí)驗(yàn)測(cè)小燈泡的額定功率，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光一段時(shí)間后，小杜收拾實(shí)驗(yàn)器材時(shí)驚奇的發(fā)現(xiàn)小燈泡比滑動(dòng)變阻器的電阻絲更燙手，原因?！敬鸢浮繑嚅_AA0.75減小B①小燈泡產(chǎn)生的熱量積聚在燈泡內(nèi)無(wú)法釋放【詳解】(1)[1]連線時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，以防止電路有短路的危險(xiǎn)。[2]閉合開關(guān)前，應(yīng)將變阻器滑片滑到阻值最大端，即A端。(2)[3]A．小燈泡短路時(shí)電壓表沒有示數(shù)，與描述不符，故不可能是小燈泡短路，故A符合題意；B．小燈泡兩端電壓太小，使小燈泡內(nèi)電流太小，小燈泡功率太小而不亮，與描述相符，故B不符合題意；C．滑動(dòng)變阻器阻值太大會(huì)造成小燈泡內(nèi)電流太小，小燈泡功率太小而不亮，與描述相符，故C不符合題意；D．電源電壓太小會(huì)使整個(gè)電路內(nèi)的電流太小，小燈泡功率太小而不亮，與描述相符，故D不符合題意。故選A。(3)[4]小燈泡正常工作時(shí)電壓為2.5V，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)為0.3A，則小燈泡的額定功率為[5]根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出小燈泡I-U關(guān)系圖像如圖乙，分析圖像可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓每減小相同值，小燈泡的電流減小的值在增大，由可知，隨著電壓減小，小燈泡電阻在減小。(4)[6]當(dāng)小燈泡兩端電壓為2V時(shí)，燈泡的電阻燈泡實(shí)際功率實(shí)際功率0.48W＜P實(shí)＜0.6W故選B。(5)[7]滑動(dòng)變阻器兩端電壓與通過(guò)它的電流關(guān)系圖象應(yīng)為圖丙中的虛線①，因?yàn)樾襞莺突瑒?dòng)變阻器兩端的電壓之和為電源電源，電源電壓始終保持變。(6)[8]電源電壓是6V，燈泡額定電壓是2.5V，所以滑動(dòng)變阻器分得3.5V電壓，由串聯(lián)分壓比等于電阻比可知，滑動(dòng)變阻器的電阻要大于燈絲電阻。由可知，在電流一定、通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，但是因?yàn)樾襞轃艚z由玻璃包裹，產(chǎn)生的熱量積聚在燈泡內(nèi)無(wú)法釋放，時(shí)間越長(zhǎng)溫度就越高，故感覺燈絲比滑動(dòng)變阻器電阻絲更燙手。11．如圖甲是小奇探究“影響電流熱效應(yīng)因素”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。(1)如圖甲所示的裝置中小奇通過(guò)觀察來(lái)反映電流產(chǎn)生熱量的多少；通電一段時(shí)間后，可知R1電阻產(chǎn)生熱產(chǎn)生熱量多，由此可以說(shuō)明：；(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小奇發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯，可能的原因是（一條即可）；(3)利用圖甲小奇同學(xué)想“探究電流熱效應(yīng)與電流的關(guān)系”，請(qǐng)寫出你需要收集的證據(jù)；(4)小奇用如圖甲所示的裝置，進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖象，根據(jù)焦耳定律可知，圖乙中能正確反映h-I關(guān)系的是。【答案】細(xì)玻璃管中紅色液柱上升的情況在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多裝置的氣密性不好相同時(shí)間、同一電阻、不同的兩個(gè)電流、對(duì)應(yīng)的紅色液柱上升的高度A【詳解】(1)[1]電流產(chǎn)生的熱量不容易直接測(cè)出，實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的熱量用來(lái)加熱相同的液體，液體的液柱上升的越高，表明該液體的溫度越高，吸熱越多，故實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察玻璃管中紅色液柱上升的情況來(lái)比較吸收熱量的多少。[2]通電時(shí)間相同，電路是串聯(lián)電路，電流也是相同的，可知R1電阻產(chǎn)生熱產(chǎn)生熱量多，故實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。(2)[3]實(shí)驗(yàn)中紅色液柱液面上升情況差別不大，原因很多：可能是裝置漏氣，還可能是R1、R2的阻值大小相等。(3)[4]探究電流熱效應(yīng)與電流的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制通電時(shí)間、電阻相同，電流的大小不同，產(chǎn)生的熱量不同，液柱上升的高度也不同，故需要搜集的證據(jù)有：相同時(shí)間、同一電阻、不同的兩個(gè)電流、對(duì)應(yīng)的紅色液柱上升的高度。(4)[5]小紅用如圖3所示的裝置，進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，要控制電阻與通電時(shí)間相同，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖象，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，煤油吸熱越多，膨脹程度越大，液柱升高的越多，且膨脹程度與吸熱多少成正比，根據(jù)焦耳定律可知Q=I2Rt其中Rt常數(shù)，且Rt>0，故由數(shù)學(xué)知識(shí)知，上式為Q關(guān)于I的拋物線，且開口向上，圖中能正確反映h-I關(guān)系的是A。12．在探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)密閉容器中都接有一段電阻絲，接通電路前，兩個(gè)U型管的液面均相平：(1)圖甲中通電一段時(shí)間后，觀察到b管內(nèi)液柱上升的較快，說(shuō)明：；(2)如圖乙所示的裝置，是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟關(guān)系；(3)如圖丙、丁所示，電阻、、、均為發(fā)熱電阻。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析推理：①圖丙、丁中的最大功率和最小功率均相同，則電阻；（選填“>”、“<”或“=”）②丙圖中的最大功率是最小功率的10倍，若用電阻替換，則的功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，由此可知發(fā)熱電阻=?！敬鸢浮侩娏骱屯姇r(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電熱越多電流＜4【詳解】(1)[1]由甲圖知，兩電阻串聯(lián)，電路中電流的大小相等，通過(guò)時(shí)間相同，b管內(nèi)液柱上升的較快，說(shuō)明：電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。(2)[2]由乙圖知，右端的兩個(gè)相同的電阻并聯(lián)后，再與左端的電阻串聯(lián)，左、右兩液體內(nèi)的電阻相同，但通過(guò)左端電阻的電流大于通過(guò)右端液體中電阻的電流，故探究的是電阻和通過(guò)時(shí)間相同，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系。(3)①[3]由圖丙知，當(dāng)兩開關(guān)都閉合時(shí)，電路中只有接入電路，根據(jù)可知，此時(shí)電路消耗的電功率最大，則有由圖丁知，當(dāng)兩開關(guān)都閉合時(shí)，、并聯(lián)，根據(jù)可知，此時(shí)電路消耗的電功率最大，則有因、并聯(lián)，則因兩電路消耗的最大電功率相等，則即故②[4]當(dāng)只閉合開關(guān)S時(shí)，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)可知，電路消耗的電功率最小，則有因最大功率是最小功率的10倍，則即消耗最小功率時(shí)，兩電阻串聯(lián)，分得的電壓為即消耗的電功率為即……①用電阻替換，則的功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，則……②聯(lián)立①②得，此時(shí)分得的電壓為根據(jù)串聯(lián)電壓分壓的特點(diǎn)可得五、計(jì)算題13．小燈泡（點(diǎn)光源）發(fā)出的光沿半徑向外傳播，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)與傳播方向垂直的單位面積的光能叫做光強(qiáng)。有同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)“6伏，8.0瓦”的小燈泡接入電路，使之正常發(fā)光，在燈泡燈絲的同一水平面、正對(duì)光線方向放一個(gè)光強(qiáng)傳感器，以測(cè)定與光源間距為d時(shí)相應(yīng)的光強(qiáng)值I，測(cè)得多組數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)標(biāo)在坐標(biāo)圖上，得到一根過(guò)原點(diǎn)的直線。（1）根據(jù)圖線，求出該小燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能的效率。（已知球表面積計(jì)算公式為，R為球半徑）（2）為兩盞額定電功率為200瓦照明用的路燈，其發(fā)光效率與光能的傳播規(guī)律同上述實(shí)驗(yàn)。安裝在離地面高5米處，P為路燈連線中點(diǎn)的正下方路面上的一點(diǎn)，為使照射到P點(diǎn)的光強(qiáng)不小于0.013瓦·米，則相鄰兩盞路燈之間的最遠(yuǎn)距離為多少？【答案】（1）5.25%；（2）14.0m【詳解】解：（1）由圖像可知，為處，即處的光強(qiáng)為，則在以d為半徑的球面上在時(shí)間內(nèi)的光能為在內(nèi)燈泡消耗的電能為故小燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能的效率為（2）設(shè)一盞路燈的電功率為，地面P點(diǎn)跟路燈的連線與地面的夾角為，則地面P點(diǎn)處垂直光的傳播方向上的光強(qiáng)為考慮到相鄰兩盞燈同時(shí)照亮，地面不垂直光的傳播