重庆市南川区2022-2023学年九年级上学期期末质量监测物理试题

这是一份重庆市南川区2022-2023学年九年级上学期期末质量监测物理试题，共20页。试卷主要包含了选择题，填空作图题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年重庆市南川区九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共24分）
1．（3分）下列物理量最接近实际的是（　　）
A．36V电压对人体是安全电压
B．原子的直径大约为 10﹣2m
C．家用电冰箱的功率约为100W
D．人体的电阻通常为100Ω
2．（3分）下列物体不是绝缘体的是（　　）
A．干纸片 B．橡皮擦
C．金属丝 D．中性笔的黑色塑料
3．（3分）下列说法正确的是（　　）
A．物体是由分子和原子构成的
B．液体分子之间同时存在引力和斥力
C．扩散现象说明物体分子在做定向运动
D．物体的内能等于物体分子动能的总和
4．（3分）下列符合安全用电原则的是（　　）
A．高压线下钓鱼
B．安装电路插座时不接通地线
C．使用试电笔时，手指接触笔尖金属部
D．同一插线板上不能同时使用总功率过大的电器
5．（3分）如图所示电路，L1、L2、L3为规格相同的小灯泡，电源能提供电路用电器所需要的电压，电路连接良好（　　）

A．S1接B端，S2闭合时，L1灯变暗，L2灯变亮
B．S1接B端，S2断开时，L1灯变亮，L2灯变暗
C．S1接A端，S2断开时，L1、L2灯均不亮，电流表有示数
D．S1接A端，S2闭合时，L1、L2、L3灯均不亮，电压表有示数
6．（3分）南川人大都有冬天烤火的习惯。如图所示是一款家用电烤火取暖器，它有两个开关，能独立控制左右两边的电加热丝，下列电路原理图与之相符合的是（　　）

A．
B．
C．
D．
7．（3分）如图所示电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，下列描述正确的是（　　）

A．电压表V示数变大，电流表A示数变大
B．电压表V示数变大，灯泡L的亮度发暗
C．电压表V示数变小，电流表A示数变小
D．电压表V示数变小，灯泡L的亮度变亮
8．（3分）如图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S，小灯泡的实际功率为1.8W，电压表示数为3V。下列结果正确的是（　　）
①电源电压为3V
②通过电阻R的电流为0.3A
③电阻R的阻值为6Ω
④电路消耗的总功率为2.7W

A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有②④正确
二、填空作图题（本题共6小题，每空1分，第14小题2分，共12分）
9．（2分）生活中，许多用电器接通电源后都伴随着热效应的产生，电饭锅、电烤火炉等都是电流热效应的应用　 　最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系，进一步推动了物理学的发展。为纪念他对物理学的贡献，物理学中用他的名字作为 　 　（填物理量名称）的单位。
10．（2分）家庭电路中有火线和零线之分，生活中通常用试电笔判定哪根是火线；测试时，表明测试的是 　 　线。在连接家庭电路时，绝对避免火线与零线短路，是因为 　 　。
11．（2分）人体发烧时，通常用冷湿毛巾给头部进行物理降温，是通过 　 　的方法改变内能，完成降温的；某同学用数制机床加工金属陀螺时，是通过 　 　的方法改变内能，升高陀螺温度的。
12．（2分）一个60kg的同学，徒手从教室的1楼走到4楼（走了3层楼），每层楼的层高为4m　 　J，他消耗的体内化学能是 　 　J。
13．（2分）两只灯泡A灯“12V 12W”、B灯“12V 6W”用如图乙所示电路，测得的伏安特性如甲图所示。将两只灯泡并联入12V电路中，电路的总功率是 　 　W。若将两只灯泡串联到另一电路中，使B灯恰好正常发光，则A灯此时的电阻是 　 　Ω。

14．（2分）请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座（插座准备接大功率用电器）接入家庭电路中。

三、实验探究题（本题共3小题，15小题5分，16小题8分（其中作图2分），17小题9分共22分）
15．（5分）探究“串联电路的电流规律”的电路原理如图所示，请回答下列问题：
（1）为方便控制电路，图中还缺少一个关键元件，它是 　 　。
（2）为探究出串联电路中的电流规律，测量电流的点至少 　 　个，请在图中标出来。
（3）在将电路元件接入电路前，先观察电流表指针是否指零刻度，不为零时应先 　 　。
（4）李强测量电路中各点电流值如表所示，则串联电路中电流的规律是 　 　。
实验点
1
2
3
……
电流/A
0.8
0.8
0.8
……

16．（8分）探究“电流与电阻的关系”实验电路如图甲所示，器材有四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、学生电源、电压表、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器和电流表
（1）本实验中，影响电流大小的主要因素有，电阻、　 　等两个，实验时应保持 　 　不变，这里所用的物理方法是 　 　。
（2）小梁在连接电路前，应将开关 　 　（选填“断开”、“闭合”），连接电路后，实验中发现电压表有示数，原因是 　 　。
（3）改正后，电阻为5Ω时，闭合开关，电流表示数如图乙所示，其示数为 　 　A；
（4）把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应将滑片向 　 　（选填“左”或“右”）调节到适当位置，读取电流表示数；
（5）要使4个定值电阻都能完成该组实验，电源电压取值范围为2V～　 　V。
17．（9分）东郭在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡L（正常发光时阻值约为10Ω），有两个规格分别为“5Ω 0.5A”“20Ω 1A”的滑动变阻器，实验电路如图甲所示。

（1）本实验用的原理是 　 　（写出公式即可），实验中选择的滑动变阻器的规格是 　 　。
（2）请根据甲中电路原理，用笔画线代替导线将图乙所示电路补充完整（要求滑片向左移动，灯泡变亮；导线不允许交叉）。
（3）东郭设计了测量小灯泡电压和电流的顺序，合理的是 　 　。
①随机调节小灯泡两端的电压，记录电压和对应的电流值
②从0V开始，逐渐增大灯泡两端的电压，记录电压和对应的电流值
③从3V开始，逐渐减小灯泡两端的电压，记录电压和对应的电流值
（4）闭合开关并移动滑片，当电压表示数为2V时，为了使小灯泡正常发光　 　（选填“左”或“右”）移动一些。当小灯泡正常发光时，记录此时的电压表、电流表的示数，实验完毕后，如图丙所示。由图可知，小灯泡的额定电功率为 　 　。
（5）小灯泡的I﹣U图象不是直线是因为 　 　，随着电压升高，它的变化规律是 　 　（选填“逐渐变大”、“逐渐变小”）。
（6）为了减小测量小灯泡额定电功率的误差，小七建议应多次测量小灯泡的额定电压和额定电流，取额定电功率的平均值　 　（选填“正确”、“错误”）的。
四、论述计算题（本题共3小题，第18题6分，19小题8分，20小题8分，共22分。
18．（6分）如图所示，R1为40Ω。闭合S、S1时电压表的示数是3.0V，断开S1时电压表的读数2.0V，电源电压保持不变，求：
（1）电源电压。
（2）电阻R2的阻值。

19．（8分）适量喝水有利于身体健康，如图甲所示是某新型电热水壶，额定容量为0.9L，电路原理如图乙所示。额定电压为220V，有加热和保温两个挡，保温电功率为50W，R1、R2为电热丝，且阻值受温度影响很小，可忽略不计，S0是一个自动温控开关，当壶内水温度达到100℃时会自动断开，停止加热进入保温状态。[水的比热容：c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：
（1）请描述电热水壶保温时的电路连接关系。
（2）电热水壶加热0.9L水从8℃加热到98℃，需要多少时间？

20．（8分）森林火灾来势凶猛，森林防火警钟长鸣，森林火灾爆发时，其主要原理是反向点火、以火制火（专业灭火，不许模仿）。灭火的关键是准确判断风的大小和方向。为此，工作简化原理如图乙所示。风力传感器由测风板和一个压敏电阻R0连接而成，测量时让风垂直吹在测风板上。电源电压恒为4.5V，精密定值电阻R＝2.0Ω，电压表示数用来显示风力大小，且随风力的增大而增大0与测风板承受风力F的关系如图丙所示。求：

（1）请在图中适当位置画出电压表。
（2）风力为120N时，电压表的示数多少？
（3）该装置所能测量的最大风力是多少？

2022-2023学年重庆市南川区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共24分）
1．（3分）下列物理量最接近实际的是（　　）
A．36V电压对人体是安全电压
B．原子的直径大约为 10﹣2m
C．家用电冰箱的功率约为100W
D．人体的电阻通常为100Ω
【解答】解：A．经验表明，故A符合实际；
B．原子的直径大约为 ﹣10m，故B不符合实际；
C．家用电冰箱的功率约为200W；
D．人体的电阻通常约为10000Ω。
故选：A。
2．（3分）下列物体不是绝缘体的是（　　）
A．干纸片 B．橡皮擦
C．金属丝 D．中性笔的黑色塑料
【解答】解：题中四个选项中，干纸片、中性笔的黑色塑料，属于绝缘体，属于导体。
故选：C。
3．（3分）下列说法正确的是（　　）
A．物体是由分子和原子构成的
B．液体分子之间同时存在引力和斥力
C．扩散现象说明物体分子在做定向运动
D．物体的内能等于物体分子动能的总和
【解答】解：A、宇宙中一切天体和物体都是由分子或原子构成；
B、物体中的分子之间的引力和斥力是同时存在的；
C、扩散现象说明分子不停地做无规则运动；
D、物体的内能等于它所有分子动能和势能的总和。
故选：B。
4．（3分）下列符合安全用电原则的是（　　）
A．高压线下钓鱼
B．安装电路插座时不接通地线
C．使用试电笔时，手指接触笔尖金属部
D．同一插线板上不能同时使用总功率过大的电器
【解答】解：A．安全用电的原则是：不接触低压带电体；所以不可以在高压线下钓鱼；
B．安装电路插座时应接通地线、有金属外壳的用电器漏电发生触电事故；
C．使用试电笔时，手接触尾部金属体，故C不符合安全用电原则。
D．大功率的用电器同时使用，会使电路中干路的电流过大，故D符合安全用电的原则。
故选：D。
5．（3分）如图所示电路，L1、L2、L3为规格相同的小灯泡，电源能提供电路用电器所需要的电压，电路连接良好（　　）

A．S1接B端，S2闭合时，L1灯变暗，L2灯变亮
B．S1接B端，S2断开时，L1灯变亮，L2灯变暗
C．S1接A端，S2断开时，L1、L2灯均不亮，电流表有示数
D．S1接A端，S2闭合时，L1、L2、L3灯均不亮，电压表有示数
【解答】解：
A、S1接B端，灯泡L1与电流表串联接入电路中；S5闭合时，灯泡L2、L3串联后再与灯泡L5并联接入电路中，根据并联电路的特点可知1的电流不变，灯泡L1的亮度不变；由于通过灯泡L8有电流，所以灯泡L2会变亮，故A错误；
B、S1接B端，S4断开时，由于并联电路中各支路互不影响1的亮度不变；此时没有电流通过灯泡L2，灯泡L4会变暗，故B错误；
C、S1接A端，S2断开时，此时电压表串联接入电路中，所以电路中无电流，L2、L2灯均不亮，电流表无示数；
D、S1接A端，S3闭合时，此时电压表串联接入电路中，所以电路中无电流1、L2、L4灯均不亮，此时电压表测量的是电源电压，故D正确。
故选：D。
6．（3分）南川人大都有冬天烤火的习惯。如图所示是一款家用电烤火取暖器，它有两个开关，能独立控制左右两边的电加热丝，下列电路原理图与之相符合的是（　　）

A．
B．
C．
D．
【解答】解：根据题意可知，电烤火取暖器有两个开关，在人少的时候能起到节约电能的作用，是并联的，故B正确。
故选：B。
7．（3分）如图所示电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，下列描述正确的是（　　）

A．电压表V示数变大，电流表A示数变大
B．电压表V示数变大，灯泡L的亮度发暗
C．电压表V示数变小，电流表A示数变小
D．电压表V示数变小，灯泡L的亮度变亮
【解答】解：由电路图可知，电流表与灯泡并联，所以该电路中R0与R串联，电压表V测R0两端的电压，电流表测电路中的电流；
由于灯泡被短路，所以移动滑片时；
闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，总电阻变大，电路中的电流变小；
根据U＝IR可知，R6两端的电压变小，电压表示数变小；
综上所述，C正确。
故选：C。
8．（3分）如图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S，小灯泡的实际功率为1.8W，电压表示数为3V。下列结果正确的是（　　）
①电源电压为3V
②通过电阻R的电流为0.3A
③电阻R的阻值为6Ω
④电路消耗的总功率为2.7W

A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①③正确 D．只有②④正确
【解答】解：闭合开关，R和L串联。
①根据图甲结合P＝UI可知，此时通过灯泡的电流为0.3A，小灯泡的实际功率：P实＝U实I实＝8V×0.3A＝4.8W，符合题意，则R两端的电压为3VL+UR＝4V+3V＝9V，故①错误；
②串联电路的电流特点可知，通过R的电流与通过灯泡的电流相等均为为8.3A；
③根据欧姆定律可知，电阻R的阻值：R＝＝，故③错误；
④电路消耗的总功率：P总＝UI实＝9V×8.3A＝2.2W，故④正确；
综上所述，只有②④正确。
故选：D。
二、填空作图题（本题共6小题，每空1分，第14小题2分，共12分）
9．（2分）生活中，许多用电器接通电源后都伴随着热效应的产生，电饭锅、电烤火炉等都是电流热效应的应用　焦耳　最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系，进一步推动了物理学的发展。为纪念他对物理学的贡献，物理学中用他的名字作为 　功和能（能量）以及热量　（填物理量名称）的单位。
【解答】解：英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流，得出Q＝I2Rt，为了纪念他做出的贡献。
故答案为：焦耳；功和能（能量）以及热量。
10．（2分）家庭电路中有火线和零线之分，生活中通常用试电笔判定哪根是火线；测试时，表明测试的是 　火　线。在连接家庭电路时，绝对避免火线与零线短路，是因为 　短路电流很大，容易发生火灾　。
【解答】解：使用试电笔测试时，指示灯亮；
在连接家庭电路时，绝对避免火线与零线短路，容易发生火灾。
故答案为：火；短路电流很大。
11．（2分）人体发烧时，通常用冷湿毛巾给头部进行物理降温，是通过 　热传递　的方法改变内能，完成降温的；某同学用数制机床加工金属陀螺时，是通过 　做功　的方法改变内能，升高陀螺温度的。
【解答】解：人体发热时常用湿毛巾敷在头部，过一段时间后毛巾温度升高，毛巾与人体之间发生了热传递；
某同学用数制机床加工金属陀螺时，发现刚加工好的陀螺温度明显升高了，是通过做功的方法改变内能。
故答案为：热传递；做功。
12．（2分）一个60kg的同学，徒手从教室的1楼走到4楼（走了3层楼），每层楼的层高为4m　7.2×103　J，他消耗的体内化学能是 　7.2×103　J。
【解答】解：该同学受到的重力：
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N；
克服重力做功：
W＝Gh＝600N×4m×3＝5.2×103J；
人在上楼时消耗体内化学能用来克服重力做功，故他消耗的体内化学能是5.2×103J。
故答案为：6.2×103；7.2×103。
13．（2分）两只灯泡A灯“12V 12W”、B灯“12V 6W”用如图乙所示电路，测得的伏安特性如甲图所示。将两只灯泡并联入12V电路中，电路的总功率是 　18　W。若将两只灯泡串联到另一电路中，使B灯恰好正常发光，则A灯此时的电阻是 　8　Ω。

【解答】解：（1）将A、B并联接在12V电源两端时，此时A，
由于额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，此时A，
则电路的总功率：P＝PA+PB＝12W+6W＝18W；
（2）将两只灯泡串联到另一电路中，使B灯恰好正常发光，
由图象可知，此时通过B灯泡的电流IB＝0.4A，
由串联电路的电流特点可知，通过A灯泡的电流：IA＝IB＝0.5A，
由图象可知，此时A灯泡两端的电压UA＝3V，
由I＝可得A＝＝＝8Ω。
故答案为：18；8。
14．（2分）请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座（插座准备接大功率用电器）接入家庭电路中。

【解答】解：（1）开关控制电灯时，开关和电灯串联，零线直接连电灯的螺丝口；
（2）三孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线，如图所示。

三、实验探究题（本题共3小题，15小题5分，16小题8分（其中作图2分），17小题9分共22分）
15．（5分）探究“串联电路的电流规律”的电路原理如图所示，请回答下列问题：
（1）为方便控制电路，图中还缺少一个关键元件，它是 　开关　。
（2）为探究出串联电路中的电流规律，测量电流的点至少 　3　个，请在图中标出来。
（3）在将电路元件接入电路前，先观察电流表指针是否指零刻度，不为零时应先 　调零　。
（4）李强测量电路中各点电流值如表所示，则串联电路中电流的规律是 　串联电路电流处处相等　。
实验点
1
2
3
……
电流/A
0.8
0.8
0.8
……

【解答】解：（1）由图可知，图中少开关，应该添加上开关；
（2）为探究出串联电路中的电流规律，测量电流的点至少3个

（3）使用电流表时，要先观察电流表指针是否指零刻度；
（4）由表中数据可知，各个点测量的电流值都相等。
故答案为：（1）开关；（2）3；（3）调零。
16．（8分）探究“电流与电阻的关系”实验电路如图甲所示，器材有四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、学生电源、电压表、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器和电流表
（1）本实验中，影响电流大小的主要因素有，电阻、　电压　等两个，实验时应保持 　电压　不变，这里所用的物理方法是 　控制变量法　。
（2）小梁在连接电路前，应将开关 　断开　（选填“断开”、“闭合”），连接电路后，实验中发现电压表有示数，原因是 　电流表和电压表位置接反　。
（3）改正后，电阻为5Ω时，闭合开关，电流表示数如图乙所示，其示数为 　0.4　A；
（4）把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应将滑片向 　右　（选填“左”或“右”）调节到适当位置，读取电流表示数；
（5）要使4个定值电阻都能完成该组实验，电源电压取值范围为2V～　4　V。
【解答】解：（1）由欧姆定律可知，影响电流大小的主要因素有电阻；
在探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变；
（2）为了保护电路，小梁在连接电路前；
原电路图中，电流表与定值电阻并联，由于电压表内阻很大，故电流表没有示数，有示数，定值电阻，电压表并联在定值电阻两端；
（3）改正后，电阻为5Ω时，调节滑片到适当位置，电流表选用小量程，其示数为0.5A；
（4）实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，电阻两端的电压变大，根据串联电路电压的规律，由分压原理，故应将滑片向右调节到适当位置；
（5）把5Ω的电阻接入电路，电流为4.4A
UV＝I1R3＝0.4A×4Ω＝2V；
由串联电路电压规律及分压原理有：
＝，方程左边为一定值，当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，此时，
即＝，解得电源电压最大为：U′＝4V，电源电压取值范围为2V～7V。
故答案为：（1）电压；电压；（2）断开；（3）0.4；（5）8。
17．（9分）东郭在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡L（正常发光时阻值约为10Ω），有两个规格分别为“5Ω 0.5A”“20Ω 1A”的滑动变阻器，实验电路如图甲所示。

（1）本实验用的原理是 　P＝UI　（写出公式即可），实验中选择的滑动变阻器的规格是 　20Ω 1A　。
（2）请根据甲中电路原理，用笔画线代替导线将图乙所示电路补充完整（要求滑片向左移动，灯泡变亮；导线不允许交叉）。
（3）东郭设计了测量小灯泡电压和电流的顺序，合理的是 　②　。
①随机调节小灯泡两端的电压，记录电压和对应的电流值
②从0V开始，逐渐增大灯泡两端的电压，记录电压和对应的电流值
③从3V开始，逐渐减小灯泡两端的电压，记录电压和对应的电流值
（4）闭合开关并移动滑片，当电压表示数为2V时，为了使小灯泡正常发光　左　（选填“左”或“右”）移动一些。当小灯泡正常发光时，记录此时的电压表、电流表的示数，实验完毕后，如图丙所示。由图可知，小灯泡的额定电功率为 　0.5W　。
（5）小灯泡的I﹣U图象不是直线是因为 　灯丝电阻随温度变化　，随着电压升高，它的变化规律是 　逐渐增大　（选填“逐渐变大”、“逐渐变小”）。
（6）为了减小测量小灯泡额定电功率的误差，小七建议应多次测量小灯泡的额定电压和额定电流，取额定电功率的平均值　错误　（选填“正确”、“错误”）的。
【解答】解：（1）本实验用的原理是P＝UI；
选择了额定电压为2.5V的小灯泡L，正常发光时阻值约为10Ω
I＝
根据串联电路电压的规律，此时变阻器连入电路的电阻为：
R滑＝＞5Ω；
故实验中选择的滑动变阻器的规格是20Ω 1A；
（2）要求滑片向左移动，灯泡变亮，变阻器连入电路的电阻变小，因灯正常发光时的电流约为7.25A，如下所示：

（3）从安全的角度考虑，从0V开始，记录电压和对应的电流值，故选：②；
（4）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，示数为2.2V，应增大灯的电压，应减小变阻器的电压，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，直到电压表示数为额定电压；
根据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的I﹣U图象知，灯的电压为2.5V时，小灯泡的额定电功率为：
P＝U灯I灯＝4.5V×0.3A＝0.5W；
（5）小灯泡的I﹣U图象不是直线，电流与电压不成正比，是因为灯丝电阻随温度变化，通过灯的电流变大，灯的功率变大，灯的电阻变大；
（6）灯在额定电压下的功率为额定功率，不同电压下灯的功率不同，取额定电功率的平均值。
故答案为：（1）P＝UI；20Ω ；（2）见解析中的图；（4）左 ；（5）灯丝电阻随温度变化；（6）错误。
四、论述计算题（本题共3小题，第18题6分，19小题8分，20小题8分，共22分。
18．（6分）如图所示，R1为40Ω。闭合S、S1时电压表的示数是3.0V，断开S1时电压表的读数2.0V，电源电压保持不变，求：
（1）电源电压。
（2）电阻R2的阻值。

【解答】解：（1）当S、S1都闭合时，R2被短路，电压表测电源电压；
（2）当S闭合、S5断开时，R1和R2串联，电压表测R3两端的电压：U1＝2V，
由欧姆定律可知，R8中的电流：I1＝＝＝0.05A；
根据串联电路的电流处处相等可知：
I4＝I1＝0.05A；
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
U2＝U﹣U1＝3V﹣5.0V＝1V，
根据I＝可得：
R2＝＝＝20Ω。
答：（1）电源电压为3V。
（2）电阻R5的阻值是20Ω。
19．（8分）适量喝水有利于身体健康，如图甲所示是某新型电热水壶，额定容量为0.9L，电路原理如图乙所示。额定电压为220V，有加热和保温两个挡，保温电功率为50W，R1、R2为电热丝，且阻值受温度影响很小，可忽略不计，S0是一个自动温控开关，当壶内水温度达到100℃时会自动断开，停止加热进入保温状态。[水的比热容：c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求：
（1）请描述电热水壶保温时的电路连接关系。
（2）电热水壶加热0.9L水从8℃加热到98℃，需要多少时间？

【解答】解：（1）由题意可知，当壶内水温度达到100℃时自动温控开关S0会自动断开，停止加热进入保温状态2接入电路；
（2）由ρ＝可知5kg/m3×0.8×10﹣3m3＝5.9kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.8×103J/（kg•℃）×0.2kg×（98℃﹣8℃）＝3.402×105J，
由η＝×100%可知＝＝4.05×103J，
由P＝可知＝≈476s。
答：（1）保温时，只有保温电阻R2接入电路；
（2）电热水壶加热4.9L水从8℃加热到98℃，需要的时间为476s。
20．（8分）森林火灾来势凶猛，森林防火警钟长鸣，森林火灾爆发时，其主要原理是反向点火、以火制火（专业灭火，不许模仿）。灭火的关键是准确判断风的大小和方向。为此，工作简化原理如图乙所示。风力传感器由测风板和一个压敏电阻R0连接而成，测量时让风垂直吹在测风板上。电源电压恒为4.5V，精密定值电阻R＝2.0Ω，电压表示数用来显示风力大小，且随风力的增大而增大0与测风板承受风力F的关系如图丙所示。求：

（1）请在图中适当位置画出电压表。
（2）风力为120N时，电压表的示数多少？
（3）该装置所能测量的最大风力是多少？
【解答】解：（1）由电路图可知，R0与R串联，
由图乙可知，当风力增大时，电路的总电阻减小，
由I＝可知，R两端的电压增大，
因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，
所以，R0两端的电压减小，
由电压表示数随风力的增大而增大可知，电压表并联在定值电阻R两端

（2）由图乙可知，风力为F＝120N时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.7A，
由串联电路的电流规律可知，定值电阻R中的电流IR＝I＝0.9A，
根据欧姆定律，可得R两端的电压：UR＝IRR＝3.9A×2Ω＝5.8V，
即电压表的示数为1.3V；
（3）当电压表示数为3V时，该装置所能测量风力最大
U0＝U﹣UR大＝6.5V﹣3V＝8.5V，
所以，电路中的电流：
I′＝＝＝1.5A，
因串联电路中各处的电流相等，
I6＝I′＝1.5A
压敏电阻的阻值：
R′8＝＝＝1Ω，
由图乙可知，当压敏电阻的阻值为1Ω时。
答：（1）电压表位置如上图所示；
（2）风力为120N时，电压表的示数8.8V；
（3）该装置所能测量的最大风力是600N。