福建省三明市2023-2024学年九年级(上)1月期末 物理试卷(解析版)

这是一份福建省三明市2023-2024学年九年级(上)1月期末 物理试卷(解析版)，共21页。试卷主要包含了全卷六大题，共31小题， 图是楼道常见的一种触摸开关， 二氟甲烷等内容，欢迎下载使用。
友情提示：1.全卷六大题，共31小题。
2.考生将自己的姓名、准考证号及所有答案均填写在答题卡上。
3.答题要求见答题卡上的“注意事项”。
一、选择题：本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1. 法国物理学家安培由于在电学方面做出的巨大贡献，被后人称为“电学中的牛顿“。下列物理量用安培作为单位的是（ ）
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电荷量
【答案】A
【解析】为了纪念安培，在物理学中，用他的名字作为电流的单位，而电荷量的单位为库伦，电压的单位为伏特，电阻的单位为欧姆，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2. 下列数据中，最符合实际的是（ ）
A. 一节干电池的电压为2VB. 家用电冰箱的电流约为100mA
C. 家用空调的功率约为100WD. 对人体安全的电压不高于36V
【答案】D
【解析】A．一节干电池的电压为1.5V，故A不符合题意；
B．家用电冰箱的电流约为1A，故B不符合题意；
C．家用空调的功率约为1000W，故C不符合题意；
D．对人体安全的电压不高于36V，在环境潮湿时甚至降至12V以下，故D符合题意。
故选D。
3. 关于常用的实验室温度计和体温计，下列说法中不正确的是（ ）
A. 两种温度计的量程不同
B. 体温计使用前可以用100℃沸水消毒
C. 实验室温度计不能脱离被测物体读数
D. 两种温度计都是根据液体的热胀冷缩原理制成的
【答案】B
【解析】A．实验室温度计的量程一般为，体温计的量程为，故A正确，不符合题意；
B．体温计的量程为，100℃沸水的温度高于体温计的最大测量值，会导致体温计损坏，故B错误，符合题意；
C．实验室温度计不能脱离被测物体读数，体温计可以脱离被测物体读数，故C正确，不符合题意；
D．体温计和温度计都是利用液体的热胀冷缩的原理制成的，故D正确，不符合题意。
故选B。
4. 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用它去靠近一个用细线竖直悬挂的泡沫小球，它们的相互作用情况如图，经判断泡沫小球（ ）
A. 一定带正电B. 一定带负电
C. 可能带正电或不带电D. 一定不带电
【答案】C
【解析】由图可知，橡胶棒与泡沫小球相互吸引，故泡沫小球可能不带电，可能带有与橡胶棒不同的电荷，因橡胶棒带负电，所以泡沫小球还可能带正电。
故选C。
5. 如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动时，接入的电阻不变，故A不合题意；
B．滑片向右移动时，电阻丝接入部分的长度减小，接入电路中的电阻变小，故B符合题意．
C．同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动时，接入的电阻不变，故C不合题意；
D．滑片向右移动时，电阻丝接入部分的长度增大，接入电路中的电阻变大，故D不合题意．
6. 图是我国古代劳动人民利用陶范法铸造金属铸件的情景。将液态金属倒入陶质模具中，定型后敲碎模具取出金属铸件，这一过程金属发生的物态变化和吸放热情况是（ ）
A. 凝华放热B. 凝华吸热
C. 凝固放热D. 凝固吸热
【答案】C
【解析】将液态金属倒入陶质模具中，定型后敲碎模具取出金属铸件，此过程中物质状态由液态变为固态，物态变化名称为凝固，该过程需要放热，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7. 纯电动汽车节能环保，倍受大众青睐。如图是电动汽车的充电桩，关于充电桩的安装与使用，下列做法符合安全用电要求的是（ ）
A. 安装充电桩时没有连接地线B. 继续使用电线破损的充电桩
C. 充电桩起火时迅速浇水扑灭D. 给每个充电桩安装空气开关
【答案】D
【解析】A．充电桩有金属外壳，所以需要使用三孔插脚，要连接地线，故A不符合题意；
B． 电线破损的充电桩容易发生漏电，需要及时修理，故B不符合题意；
C． 充电桩起火时需要先迅速切断电源，再浇水，故C不符合题意；
D．为了保护充电桩，最好给每个充电桩安装空气开关，故D符合题意。
故选D。
8. 图是楼道常见的一种触摸开关。当手指直接接触开关面板上的金属体时，因为人体是导体，会触发开关闭合，电路中的电灯发光。手持下列物体去接触面板上的金属体时，也能使电灯发光的是（ ）
A. 木牙签B. 玻璃杯
C. 塑料尺D. 铁汤匙
【答案】D
【解析】因为手持的物体去接触面板上的金属体时，能使电灯发光，故该物体应是导体，木牙签、玻璃杯、塑料尺属于绝缘体，铁汤匙是导体，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9. 下列用电器的主要工作原理与图的实验原理相同的是（ ）
A. 电风扇B. 电饭锅C. 日光灯D. 充电宝
【答案】A
【解析】如图所示为通电导线在磁场中受到力的作用，为电动机的原理图，能量转化为电能转化为机械能；
A．电风扇的工作原理通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，故A符合题意；
B．电饭锅是利用电流的热效应，消耗电能，将电能转化为内能，故B不符合题意；
C．日光灯消耗电能，将电能转化为内能，故C不符合题意；
D．充电宝消耗电能，将电能转化为化学能，故D不符合题意。
故选A。
10. 二氟甲烷（简称R32）制冷剂近年来逐渐应用于空调中，它能够快速降温从而节省能源。空调制冷原理简化如图7，则制冷剂R32（ ）
A. 经过蒸发器的过程中，放出热量B. 经过压缩机压缩后，内能减少
C. 经过冷凝器的过程中，发生液化D. 经过膨胀阀后，发生升华
【答案】C
【解析】A．由图可知，液态制冷剂经过蒸发器后变成气态，故是汽化，汽化吸热，故A不符合题意；
B．气态的制冷剂经过压缩机压缩后仍为气态，但压缩机对气态冷凝剂做功，因此内能增大，故B不符合题意；
C．气态的制冷剂经过冷凝器后变成液态，故是液化，故C符合题意；
D．液态的制冷剂经过膨胀阀后，变为液态的制冷剂和低压气态的制冷剂，因此没有发生升华现象，故D不符合题意。
故选C。
11. 如图是家庭电路的示意图，闭合开关S，灯L不亮，检查发现保险丝完好，用测电笔测a、b、c三点气的发光，测d点氛管不发光，则故障可能是（ ）
A. bc间断路B. cd间断路
C. 灯L短路D. 开关S接触不良
【答案】B
【解析】根据题意可知，闭合开关灯不亮，经检查保险丝完好，这说明电路中有断路；用测电笔测a点、b点、c点氖管均发光，这说明这三点与火线之间是接通的；d点氖管不发光，说明d与火线之间是断开的，所以故障是cd之间断路，故B符合题意，ACD不符合题意。
12. 图是实验小组同学设计的一款电子量角器电路，AB为均匀半圆弧形电阻，O点为其圆心，OP为金属滑片，可绕O点转动。AO间连接的角度显示器是由电压表改装而成的，可用来显示角AOP的大小。当滑片P沿顺时针方向转动时，则（ ）
A. 电路中电流变小B. 电压表示数变大
C. 电路总电阻变小D. 电路总功率变大
【答案】B
【解析】由图分析可知为定值电阻串联简单电路，当滑片P沿顺时针方向转动时，电路中的总电阻不变，则电流不变，由可知，电路中的总功率不变；但电压表所测量电阻的长度变长，测量部分阻值变大，据可知，电压表的示数变大，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
13. 现有甲、乙两个物体，测得它们在一定质量下温度升高1℃时吸收的热量，根据测得的数值绘制成直方图（如图），则下列判断正确的是（ ）
A. 甲的比热容较大B. 乙的比热容较大
C. 甲、乙比热容一样大D. 乙的比热容是甲的
【答案】B
【解析】由图可知甲乙两物体的质量相同，升高1℃时，乙物体吸收的热量是，甲物体吸收的热量为，据可知，乙物体的比热容是甲物体的5倍，故B正确，ACD错误。
14. 如图所示，闭合开关S1、S2，电路正常工作．现只将S2断开，则（ ）
A. 电流表示数减小，电压表示数不变
B. 电流表示数增大，电压表示数不变
C. 电流变示数减小，电压表示数减小
D. 电流表示数增大，电压表示数增大
【答案】A
【解析】开关都闭合时，为并联电路，并联电路两端电压等于电源电压；断开开关S2，为电阻R1的基本电路，电阻R1两端的电压仍为电源电压，所以电压表示数不变；因为干路电流等于各支路电流之和，并且并联电路中各支路互不影响，断开开关S2，电流表由测干路电流变为测量通过电阻R1的电流，但通过R1的电流不变，故电流表示数变小；可见，电流表示数减小，电压表示数不变．
二、填空题：本题共6小题，每空1分，共12分
15. 电能表是测量_____的仪表。如图是某家庭上周六与本周六的电能表示数，若按1kW·h的电费为0.5元来计算，则这周所用电费为______元。
【答案】电功 21.4
【解析】[1]电能表是记录消耗电能的仪器，即是测量电功的仪表。
[2]这周所用电费
16. 如图是汽油机某工作冲程的原理示意图，它表示的是汽油机的______冲程；汽油机工作时由于能量损失，造成它的热机效率较低，请举一个汽油机工作过程中能量损失的实例：______。
【答案】压缩 废气带走能量
【解析】[1]如图，进气门、排气门关闭，活塞上行，机械能转化为内能，是汽油机的压缩冲程。
[2]汽油机工作时，废气等带走大量的能量，能量损失，造成它的热机效率较低，提高热机效率是能源利用的重要话题。
17. 北宋地理学家朱或在《萍洲可谈》著作中记载：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针”。图是古代航海运用的指南针，指南针在世界各地都能指南北是由于受到______的作用，指南针的S极指向地理______极。
【答案】地磁场 南##S
【解析】[1]指南针是磁体，在地磁场的作用下在世界各地都能指南北。
[2]地磁场的N极吸引指南针的S极，故指南针的S极指示地磁N极，地磁N极对应地理S极，即指南针的S极指示地理S极。
18. 小明用材料相同的均匀电阻线（涂有绝缘漆），在相同的绝缘棒上以相同缠绕方法制成了两个定值电阻R1和R2。R1由50圈较细的电阻线绕制而成，R2由40圈较粗的电阻线绕制而成，则R1的阻值更______；现将R1和R2并联接入电路中，通过电阻______的电流较大。
【答案】大 R2
【解析】[1]电阻的大小与导体的长度有关，所以由50圈较细的电阻线绕制而成的R1的阻值较大。
[2]将R1和R2并联，已知电压相同，根据可知，R2的电流较大。
19. 某台直流电动机正常工作5min消耗电能6×103J，线圈电阻为0.2Ω，通过线圈的电流为2A，则这一过程线圈产生的热量是______J，电动机输出的机械能是______J。
【答案】240 5.76×103
【解析】[1][2]电动机正常工作5min消耗电能电能6×103J，即
线圈电阻为0.2Ω，通过线圈的电流为2A，则这一过程线圈产生的热量
电动机输出的机械能是
20. 某灯泡L的I—U图像如图，将2只这种灯泡串联后接入2.4V电路，总电阻为______Ω；将灯泡L与5Ω电阻并联接入某电路中，通过灯泡的电流为0.5A，则电路总功率为______W。
【答案】12 10.2
【解析】[1]两只相同的灯泡串联接入2.4V的电路中，每个灯泡两端电压为1.2V。由图可知，当灯泡两端电压为1.2V时，流过灯泡的电流为0.2A，则灯泡的电阻
则两灯泡串联时的总电阻
[2]将灯泡L与5Ω电阻并联接入某电路中，由图可知，当通过灯泡的电流为0.5A时，灯泡两端电压为6V，即电源电压为6V，此时流过电阻的电流
干路电流
电路总功率
三、作图题：本题共2小题，每小题2分，共4分
21. 通电螺线管外部小磁针静止时N极的指向如图所示。请在图中标出磁感线方向，并在括号内标出电源的“+”或“﹣”极。
【答案】
【解析】由外部小磁针静止时右端为S极，根据同名磁极相排斥，异名磁极相吸引可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极；因为磁体外部的磁感线总是从N极发出，回到S极，所以磁感线的方向是指向右的；根据安培定则，伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从通电螺线管的右端流入，则电源的右端为正极，左端为负极。如图所示
22. 兴趣小组同学想为毕业晚会设计一种荧光棒电路。所提供的器材有：电源、红灯L1、绿灯L2，开关S1、S2，若干导线。设计要求：开关S1只控制红灯L1、开关S2只控制绿灯L2。请按要求在下面的虚线框内画出所设计的电路图。
【答案】
【解析】开关S1只控制红灯L1、开关S2只控制绿灯L2，说明两灯泡可以独立工作，即两灯并联，开关S1和红灯L1在一支路上，开关S2和绿灯L2在另一支路上。电路图如图所示：
四、简答题：本题共1小题，共4分
23. 如图，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来，同时高温高压气体对活塞做功，活塞向上运动。请用所学物理知识说明：
（1）硝化棉燃烧的原因；
（2）气体对活塞做功的过程所发生的能量转化。
【答案】（1）见解析；（2）见解析
【解析】（1）当迅速下压活塞，对筒内空气做功，筒内空气内能增大温度升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉就燃烧起来。
（2）气体对活塞做功的过程中，内能减小，温度降低，此时将气体内能转化为外部机械的机械能。
五、实验题：本题共5小题，共30分
24. 在探究冰熔化时温度变化规律的实验中：
（1）将冰敲碎后放入试管中，再将试管放在装有水的烧杯中加热（如图），这样做的目的都是为了使冰各部分______；
（2）小组同学根据实验数据描绘了冰的熔化图像（如图），第15min冰处于______态，冰的熔化过程持续了______min；
（3）北方在结冰的道路上洒盐，是为了______（填“提高”或“降低”）冰的熔点使冰快速熔化；用洒盐的办法来熔化冰，这样做带来的不利影响是______（写一条）。
【答案】（1）均匀受热 （2）固液共存 20 （3）降低 污染环境
【解析】（1）[1]如图采用的是水浴法，这样可以使冰受热均匀且缓慢熔化，便于记录实验数据。
（2）[2][3]试验中冰的熔化过程从第10min ~ 30min，所以持续了
在第15min时, 试管内处在熔化过程中，所以是固液共存态。
（3）[4][5]为了降低冰的熔点，使冰快速熔化，可以采用洒盐的办法来熔化冰，但是会污染环境。
25. 在探究通电螺线管外部磁场的特点实验中：
（1）如图，在一块有机玻璃板上安装一个螺线管，在板面上均匀地撒满铁屑，给螺线管通电并轻敲玻璃板面，观察板面上铁屑的分布情况。铁屑相当于无数枚______，通过观察铁屑分布情况，可初步推断：通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的磁场分布相似；
（2）将螺线管接入电路，闭合开关，小磁针偏转，静止时小磁针N、S极的指向如图，这说明通电螺线管b端为______极。通过螺线管的电流变大，通电螺线管的磁性会______；
（3）下列关于磁感线的说法，正确的是______（填字母选项）。
A．小铁屑形成了磁感线
B．磁感线是为了形象直观描述磁场，人为引入的模型
C．磁体外部的磁感线从磁体的S极出发最后回到N极
【答案】（1）小磁针 条形 （2）N 增强 （3）B
【解析】（1）[1]铁屑在磁场中被磁化，相当于小磁针。
[2]由图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁的磁场分布相似。
（2）[3]同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，静止时小磁针N指向右侧，说明通电螺线管左侧为S极，右侧为N极，即通电螺线管b端为N极。
[4]通电螺线管的磁性与电流大小有关，在匝数不变时，电流越大，通电螺线管磁性越强。
（3）[5]A．根据小铁屑分布情况，人们画出了磁感线，而不是说小铁屑形成了磁感线，故A错误；
B．磁感线是为了形象直观描述磁场，人为引入的模型，不是真实存在的，故B正确；
C．磁体外部的磁感线从磁体的N极出发最后回到S极，故C错误。
故选B。
26. 在探究水在沸腾前后温度变化的特点实验中，某同学的实验报告如下，请将相应的内容补充完整。
实验报告：
①实验目的：探究水在沸腾前后温度变化的特点；
②实验器材：铁架台，酒精灯、陶土网、水、烧杯、______和______（填测量仪器）；
③实验记录：观察到水沸腾前后气泡上升的两种情况如图，则图______是水在沸腾前气泡上升的情况。实验数据如下表；
④分析论证：分析数据可得到的初步结论是：该次实验水的沸点为______℃，水沸腾过程继续吸热，温度______；
⑤评估反思：撤去酒精灯后，发现水未立即停止沸腾，原因是______。
【答案】温度计 停表 乙 98 保持不变 陶土网（石棉网）的余温高于水的沸点，水能够继续吸热
【解析】②[1][2]要完成这个实验，除了已有的实验器材，还需要测量温度的温度计和测量时间的停表。
③[3]甲图中气泡在上升过程中气泡体积增大，所以是沸腾时的情况；乙图中气泡在上升过程中，体积逐渐减小，所以是沸腾前的情况。
④[4]由表格数据知，水在4min开始沸腾，沸腾时，水不断吸收热量，水保持98℃不变，这个不变的温度是水的沸点，所以此时水的沸点是98℃。
[5]水在沸腾前，给水加热，水在加热过程中，吸收热量，温度升高；沸腾时，吸收热量，温度不变。
⑤[6]撤去酒精灯后，由于陶土网（石棉网）的余温高于水的沸点，水能够继续吸热，所以，水能继续吸热，水未立即停止沸腾。
27. 在测量未知电阻Rx阻值的实验中：
（1）请将图的实验电路图补画完整______；
（2）连接电路时，应将开关______。闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到a端，当闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是______；
（3）排除故障后进行实验。某次测量时电压表示数为2.4V，电流表示数为______A（如图），测得电阻Rx＝______Ω；
（4）小华利用电阻箱R设计出另一种测量未知电阻Rx阻值电路（如图），电源电压恒定，请将以下实验步骤补充完整：
①正确连接电路，断开开关S、S1，将电阻箱R的阻值调至______；
②闭合开关S、断开开关S1，读出电流表的示数I0；
③______，调节电阻箱，使电流表的示数为2I0，记下此时电阻箱阻值R0；
④电阻Rx＝______。（用测得量的符号表示）
【答案】（1） （2）断开 Rx短路 （3）0.24 10 （4）最大 再闭合S1 R0
【解析】（1）[1]右侧电表串联在电路中，所以是电流表；上方的电表与电阻并联，所以是电压表，如图所示
（2）[2]连接电路时，为了电路安全，应将开关断开。
[3]闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到a端，当闭合开关后，发现电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数，说明电压表测量对象没有电阻，则电路故障可能是Rx短路。
（3）[4]图中电流表连接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A。
[5]电阻Rx的阻值
（4）[6]为了电路安全，将电阻箱调整阻值最大处。
[7]闭合开关S、断开开关S1，此时电路为只有Rx的简单电路，读出电流表的示数I0；闭合开关S、S1，此时Rx和电阻箱并联，调节电阻箱，使电流表的示数为2I0，记下此时电阻箱阻值R0。
[8]并联电路支路电压相等且各支路互不影响，所以流过Rx的电流仍为I0，总电流为2I0，则电阻箱的电流也为I0，故电阻箱此时的阻值R0与Rx阻值相等，即Rx等于R0。
28. 项目式学习小组自制温度计来测量酒精灯火焰的温度。实验器材有：电源（恒为3V）、热敏电阻R1、定值电阻R0（阻值为180Ω）、电压表等。
任务一：设计实验电路。小组同学设计的实验电路如图甲，请根据电路图将图乙的实物图连接完整______；
任务二：探究热敏电阻随温度变化的规律：
测得热敏电阻R1在不同温度下的阻值，数据如表，分析数据可得：
（1）热敏电阻的阻值随着温度的升高而______；
（2）热敏电阻R1与温度t之间的关系式为R1＝______；
任务三：在电压表表盘上标记对应的温度值制成可测酒精灯火焰温度的温度计：
若某次测量电压表示数为1.8V，则在表盘相应位置处标注的温度值应是______℃。
【答案】 （1）变大 （2）0.4Ω/℃×t+100Ω 425
【解析】[1]由电路图可知，电压表测量热敏电阻两端的电压，电源电压为3V，故电压表选择小量程，注意电压表电流要从正接线柱流进，如图所示

（1）[2]由表中数据可知，温度逐渐升高，热敏电阻的阻值逐渐变大。
（2）[3]当温度为100℃时，热敏电阻阻值为140欧姆，当温度为200℃时，热敏电阻阻值为180欧姆，设
即
解得
故
[4]当电压表示数为1.8V时，定值电阻R0两端的电压为
串联电路中电压比等于电阻比，故此时热敏电阻的阻值为
解得
故此时的温度
解得
六、计算题：本题共3小题，共22分
29. 杭州亚运会开幕式的主火炬首次创新使用零碳甲醇燃料，开创了世界先河。若完全燃烧0.5kg的零碳甲醇所释放出的热量，有70%被质量为100kg的水吸收。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），若甲醇热值取q甲=2.4×107J/kg，求此过程中：
（1）甲醇释放的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）水升高的温度。
【答案】（1）1.2×107J；（2）8.4×106J；（3）20℃
【解析】解：（1）根据可得，甲醇释放的热量为
（2）由题意可知，若完全燃烧0.5kg的零碳甲醇所释放出的热量，有70%被质量为100kg的水吸收。则水吸收的热量为
（3）根据可得，水升高的温度为
答：（1）甲醇释放的热量为1.2×107J；
（2）水吸收的热量为8.4×106J；
（3）水升高的温度为20℃。
30. 小明家的加热桌垫，采用电压恒为5V的USB接口供电，加热桌垫有高温挡和低温挡，图是其内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，高温挡功率为50W，低温挡工作时的电流为2A。求：
（1）低温挡的功率；
（2）电阻R1和R2的阻值。
【答案】（1）10W；（2）05Ω，2Ω
【解析】解：（1）当S1闭合，S2断开时， R1和R2串联，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，加热垫处于低温挡，由题意可知，电源电压恒为5V，低温挡工作时的电流为2A，根据公式
可知，低温挡的功率为
（2）当S1和S2都闭合时，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，加热垫处于高温挡，由题意可知，高温挡功率为50W，根据公式
可知
解得
由（1）可知，R1和R2串联时，为低温挡，电流为2A，根据欧姆定律可知
答：（1）低温挡的功率是10W；
（2）电阻R1的阻值是0.5Ω，电阻R2的阻值是2Ω。
31. 实践小组为学校花卉种植小屋设计了自动加湿装置，其简化电路如图甲。该自动加湿装置由控制电路和工作电路两部分组成，它能使小屋内空气湿度H的变化范围控制在60%~80%，控制电路中湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙。当线圈中的电流减小至0.04A时，衔铁被松开，触点B、C接通，加湿器开始加湿；当线圈中的电流增大至0.06A时，衔铁被吸下，触点B、C断开，加湿器停止加湿。已知加湿器上标有“220V 60W”字样，控制电路电源电压U恒定，R0为定值电阻，线圈电阻不计。问：
（1）加湿器正常工作10min消耗的电能；
（2）电源电压U的大小和电阻R0的阻值；
（3）若用阻值为25Ω电阻替换原控制电路的电阻R0，求替换前后，当自动控制电路均处于刚启动加湿器工作的状态时，湿敏电阻功率的变化量。
【答案】（1）3.6×104J；（2）6V，50Ω；（3）0.04W
【解析】解：（1）根据W=Pt可得，加湿器正常工作10min消耗的电能为
（2）由乙图可知，当湿度为60%时，湿敏电阻R=100Ω，此时控制电路的电流为I=0.04A，根据欧姆定律可得
①
当湿度为80%时，湿敏电阻R′=50Ω，此时控制电路的电流为I′=0.06A，根据欧姆定律可得
②
联立①②解得，U=6V，R0=50Ω。
（3）替换前，加湿器刚启动时湿敏电阻R=100Ω，此时控制电路的电流为I=0.04A，湿敏电阻功率为
替换后，加湿器刚启动时，通过控制电路的电流仍为I=0.04A，此时，根据欧姆定律可知，此时的控制电路的总电阻为
由于控制电路是串联电路，所以此时湿敏电阻的阻值为
此时湿敏电阻功率为
则湿敏电阻功率的变化量为
答：（1）加湿器正常工作10min消耗的电能为3.6×104J；
（2）电源电压U的大小为6V，电阻R0的阻值为50Ω；
（3）湿敏电阻功率的变化量为0.04W。时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
98
温度t/℃
100
200
300
400
500
600
…
热敏电阻R1/Ω
140
180
220
260
300
340
…