【物理】湖北省宜昌市宜都市2024-2025学年九年级上学期期末试题（解析版）

这是一份【物理】湖北省宜昌市宜都市2024-2025学年九年级上学期期末试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，应用实践题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每题2分，共24分）
1. 近年来许多家庭使用电热液体蚊香器（如图），瓶中的炭纤维棒将瓶内的杀虫剂吸到棒的顶端，而发热电阻传递的热会使棒的上端温度达到50°C左右，此时杀虫剂蒸发得更快从而提高了驱蚊效果。以下说法正确的是（ ）

A. 蒸发是液化的一种方式
B. 在常温下，炭纤维棒里的杀虫剂分子不会运动
C. 杀虫剂分子运动的快慢与温度高低有关，50°C时杀虫剂分子运动得最慢
D. 一般情况下，温度升高汽化的速度会加快
【答案】D
【解析】A．汽化的两种方式是蒸发和沸腾，故A错误；
B．分子在不停地做无规则的运动，分子的热运动与温度有关，温度越高分子热运动越剧烈，所以在常温下，炭纤维棒里的杀虫剂分子在做运动，故B错误；
C．分子的热运动与温度有关，温度越低，热运动越慢，50摄氏度时，分子的运动不是最慢的，故C错误；
D．加快液体蒸发的方法有：提高液体的温度、加快液体表面空气的流速、增大液体的表面积，所以一般情况下，温度升高汽化的速度会加快，故D正确。故选D。
2. 物理与生活紧密相连，下列说法正确的是（ ）
A. 在比较远的地方就能闻到炖牛肉，说明分子只在高温下运动
B. 在腌制腊肉时，要把盐涂抹均匀，是因为盐不会扩散
C. 炒菜时放盐，比腌制咸菜更快入味，说明温度越高，分子运动越剧烈
D. 给未开封的牛奶水浴加热，牛奶温度升高，它的内能不一定增加
【答案】C
【解析】A．在比较远的地方就能闻到炖牛肉，说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B．在腌制腊肉时，要把盐涂抹均匀，是因为盐扩散的慢，故B错误；
C．炒菜时放盐，比腌制咸菜更快入味，是因为炒菜时温度更高，扩散更明显，说明温度越高，分子运动越剧烈，故C正确；
D．给未开封的牛奶水浴加热，牛奶吸收热量，温度升高，它的内能一定增加，故D错误。故选C。
3. 下列用电器在正常工作时消耗相同的电能，产生热量最多的是（ ）
A. 洗衣机B. 电暖气
C. 电视机D. 电风扇
【答案】B
【解析】用电器工作时将电能转化为其他形式的能量，电暖气工作时将电能全部转化为内能；洗衣机工作时，主要将电能转化为机械能；电风扇工作时主要把电能转化为机械能，只有一少部分转化为内能；电视机工作时，电能转化为声能、光能等其他形式的能，只有一少部分转化为内能；由此可知，消耗相同的电能，产生热量最多的是电暖气，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
4. 如图是浴室使用的带防护罩的插座，其外壳上标有“10A”。下列有关该插座的使用及安全用电说法正确的是（ ）

A. 插座与照明灯之间是串联的
B. 三孔插座的右孔与家庭电路的零线相连
C. 插座允许接入两个任意大功率用电器同时使用
D. 防护罩能防止进水所引起的安全事故
【答案】D
【解析】A．插座是为了方便可移动的用电器而设置的，插座和照明灯是并联的，故A错误；
B．三孔插座的接线是左零右火中间接地，故B错误；
C．插座的外壳上标有“10A”，即插座允许通过的最大电流为10A，当用电器的功率大于1200W时称为大功率用电器，此时用电器的电流
两个这样的用电器同时使用，总电流为
超过插座允许通过的最大电流，故C错误；
D．插座是在浴室使用的，水是导体，当插座进水后会造成短路而发生安全事故，故D正确。故选D。
5. 小吉在做“比较不同物质的放热性能”实验时，分别用甲、乙两种液体物质进行了实验，如图所示是两物质温度随时间变化的图像。已知，质量均为0.5kg且乙物质的比热容为2.1×103J/（kg·℃）。下列说法正确的是（ ）
A. 0~15min内，乙放出的热量较多
B. 甲物质1min内放热2800J
C. 甲、乙两物质的比热容之比为1∶2
D. 冬天做个暖手袋，选乙物质作为供热介质的性能更好
【答案】B
【解析】A．相同时间内，两种物质放出热量相等，所以，0~15min内，甲、乙两种物质在相同时间内放出的热量相等，故A错误；
C．由图可知，两种液体的初温都是60℃，放热15min后，甲的末温为40℃，乙的末温为20℃，相同时间甲、乙放出的热量相等Q甲＝Q乙，根据热量的计算公式Q＝cm△t可得
c甲m(60℃﹣40℃)＝c乙m(60℃﹣20℃)
由此可得c甲＝2c乙＝4.2×103J/(kg·℃)
即甲、乙两物质的比热容之比为2∶1，故C错误；
B．甲物质15min内放出的热量为
Q甲＝c甲m(60℃﹣40℃)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃＝4.2×104J
因为甲、乙两物质在相同时间内放出的热量相等，所以甲物质1min内放出的热量为
，故B正确；
D．根据热量的计算公式Q放＝cmΔt，m与△t相同，比热容越大释放的热量越多，所以，选甲物质作为供热介质的性能更好，故D错误。故选B。
6. 2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（ ）
A. 使用氢燃料的主要原因是密度小，便于携带
B. 用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多
C. 完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量
D. 氢能重卡的热机效率可高达100%
【答案】C
【解析】AB．火箭使用液态氢作燃料，是因为它的热值大，热量是个过程量不能描述为含有，故AB错误；
C．100kg液氢完全燃烧放出的热量
故C正确；
D．氢能重卡工作过程中总是存在热量的损失，发动机的效率永远小于100%，故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示，将三个规格相同的小灯泡接入电路，用电压表测量其中一个小灯泡两端的电压，电压表的示数如图乙所示，则下列说法不正确的是（ ）
A. A端导线应与电源的负极相连
B. 电压表的连接应“正进负出”
C. AF两接线柱间电压为6V
D. 若将CD间的小灯泡从灯座上取下来，电压表示数为零
【答案】D
【解析】AB．由图可知，C接的是电压表的负接线柱，这说明电流从右流向左的，所以A端导线应与电源的负极相连，电流从D接线柱流入电压表“3”接线柱，故AB正确，不符合题意；
C．由图乙可知，电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，示数为2V；灯泡的规格相同，三个灯泡串联在电路中，所以每个灯泡两端的电压相同，根据串联电路的电压规律可知，电源电压即AF两接线柱间电压为U=2V+2V+2V=6V
故C正确，不符合题意；
D．若将CD间的小灯泡从灯座上取下来，开关未断的话，电压表示数应该等于电源电压，超过了量程，故D错误，符合题意。故选D。
8. 如图所示，是小灯泡L和定值电阻R的I-U图象，由图象可知（ ）
A. R的电阻为5Ω
B. 小灯泡的电阻随温度的升高而减小
C. 只将L与R串联在电流为0.2A的电路中，总功率为0.4W
D. 只将L与R并联在电压为2V的电路中，干路中的电流为0.3A
【答案】D
【解析】A．由图可知，当电阻R两端的电压为6V时，通过的电流为0.3A，所以定值电阻R的阻值为，故A错误；
B．灯泡两端的电压增大时，通过的电流增大，则灯丝的温度升高，电阻变大，故B错误；
C．灯泡L和电阻R串联在电路中，当电流是0.2A，由图像可知，当L两端的电压为2V、R两端的电压为4V时，则电路两端的总电压
则电路的总功率为，故C错误；
D．并联电路各个支路两端的电压相等，由图可知，只将L与R并联在电压为2V的电路中时，通过R的电流为0.1A，通过L的电流为0.2A，则干路的电流
，故D正确。故选D。
9. 在“制作简易调光台灯”的实践活动中，小明同学选择了如图所示的电位器来调节小灯泡的亮度，以下说法正确的是（ ）
A. 将电位器的B、C接线柱接入电路，顺时针旋转电位器的旋钮，小灯泡变亮
B. 将电位器的A、B接线柱接入电路，顺时针旋转电位器的旋钮，小灯泡变亮
C. 将电位器的A、C接线柱接入电路，顺时针旋转电位器的旋钮，小灯泡变亮
D. 电位器与小灯泡是并联
【答案】A
【解析】A．将电位器的B、C接线柱接入电路，电位器右部分接入电路，顺时针旋转电位器的旋钮，接入电路的电阻变小，电路中电流变大，小灯泡变亮，故A正确；
B．将电位器的A、B接线柱接入电路，电位器左部分接入电路，顺时针旋转电位器的旋钮，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，小灯泡变暗，故B错误；
C．将电位器的A、C接线柱接入电路，电位器整体接入电路，顺时针旋转电位器的旋钮，接入电路的电阻不变，小灯泡亮度不变，故C错误；
D．电位器要改变灯泡的亮度，说明影响灯泡，因此与小灯泡是串联的，故D错误。故选A。
10. 破壁机可以瞬间击破食物细胞壁，让食材营养释放更充分。某品牌破壁机设置了安全开关S1和工作开关S2，当食物放入破壁机的容器中并放在主机上时，安全开关S1自动闭合，安全指示灯亮起；再闭合工作开关S2，电动机启动；安全开关S1断开时，安全指示灯与电动机均不工作，如图所示的电路图中，符合上述要求是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当杯体放在主机上时，S1自动闭合，安全指示灯亮起，说明该电路是接通的，即S1能控制灯泡；此时电动机不工作，说明电动机和灯泡是并联的；再闭合S2，电动机启动破壁，这说明S2和电动机串联在一个支路中，所以开关S1在干路中，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
11. 如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. 小明用手触摸验电器的金属球，观察到验电器金属箔张角不变
B. 用丝绸摩擦过的玻璃棒再次接触金属球，观察到验电器金属箔张角变小
C. 用另一根与毛皮多次摩擦过的橡胶棒再次接触金属球，观察到验电器金属箔张角变大
D. 用一根不带电的塑料棒再次接触验电器金属球，观察到验电器金属箔张角不变
【答案】A
【解析】A．用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，此时验电器的金属箔张开，人是导体，当小明用手触摸验电器的金属球时，电荷会中和，故验电器金属箔张角会变小，故A错误，符合题意；
B．用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，故用丝绸摩擦过的玻璃棒再次接触金属球，会有电荷中和，验电器金属箔张角会变小，故B正确，不符合题意；
C．用另一根与毛皮多次摩擦过的橡胶棒再次接触金属球，所带电荷量增多，验电器金属箔张角会变大，故C正确，不符合题意；
D．塑料棒是绝缘体，故用一根不带电的塑料棒再次接触验电器金属球，验电器金属箔张角不变，故D正确，不符合题意。故选A。
12. 如图是某品牌智能体重秤的电路结构图，电源电压恒定，为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻其阻值随所受压力增大而减小。体重越重时，下列判断正确的是（ ）

A. 电流表示数越小B. 电压表示数越小
C. 电路消耗的总功率越大D. 电压表与电流表示数的比值越大
【答案】C
【解析】如图所示，定值电阻和压敏电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过的电流，压敏电阻其阻值随所受压力增大而减小。
A．当体重越重时，压敏电阻阻值减小，则电路总电阻减小，电源电压恒定，根据欧姆定律可知，通过电路的电流增大，电流表示数变大，故A错误；
B．根据串联电路中分压原理可知，电阻越大两端的电压越大，又因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以当体重越重时，压敏电阻阻值减小，压敏电阻两端的电压减小，电源电压恒定，定值电阻两端的电压增大，即电压表示数变大，故B错误；
C．当体重越重时，压敏电阻阻值减小，则电路总电阻减小，电源电压恒定，根据欧姆定律可知，通过电路的电流增大；根据可知，总电流越大，电路总功率越大，故C正确；
D．电压表测定值电阻两端的电压，电压表与电流表示数的比值刚好是定值电阻的阻值，定值电阻的阻值不变，所以电压表与电流表示数的比值不会变，故D错误。故选C。
二、填空题（每空1分，共10分）
13. 如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程，汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的______大的特点。若水，温度升高，水吸收的热量为______J。[]
【答案】压缩 ；比热容 ； 8.4×103
【解析】由图可知，汽油机的两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
汽油机工作时，温度非常高，需利用水的比热容较大的特点给汽油机降温，效果较好。
水吸收的热量为
14. 芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的________效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过________改变芯片内能。
【答案】热 ；热传递方式
【解析】由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，将电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应。
散热部件与芯片紧密接触，芯片放出热量，散热部件吸收热量，所以热量通过热传递的方式传递给散热部件，从而起到降温作用。
15. 小明周末到公园玩滑滑梯，他加速滑到底端并感觉到臀部发热，在此过程中，小明的_________能一部分转化为_________能，另一部分克服_________做功转化为小明和滑滑梯的内能。
【答案】重力势 ；动 ； 摩擦
【解析】小明加速滑到底端过程中，小明的质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，即重力势能一部分转化为动能；另一部分克服摩擦做功，重力势能转化为内能。
16. 小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表如图甲所示，现仅接通一台如图乙所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为__________J，其两端电压_________（高于/等于/低于）220V。
【答案】9.0×104 ；等于
【解析】1min内电热水器消耗的电能为
它的实际电功率为
此时它的实际电功率等于它的额定电功率，故它的实际电压也等于它的额定电压。
三、实验探究题（17题2分，18题3分，19题5分，20题5分，21题6分，共21分）
17. 图甲所示是小明常用的一个插线板。他在使用中发现：插线板上的指示灯在开关断开时不发光，插孔不能提供工作电压；而在开关闭合时指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。请在图乙中把插线板与电源线接通。
【答案】见解析
【解析】插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电，说明开关同时控制灯泡和插座，但指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明灯泡和插座之间是并联的，开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全．三孔插座的连接是左孔接零线，右孔接火线，中孔接地线，如图所示：
18. 如图所示，瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气，不断向瓶内打气，当塞子跳起来时，在瓶口处出现_________，在这个过程中，气体膨胀_________，内能________。
【答案】白雾 ；做功 ；减少
【解析】瓶内的空气膨胀将瓶塞推出，对瓶塞做功，将空气的内能转化成了瓶塞的机械能；瓶内空气对外做功，空气内能减少，温度降低，瓶内空气中的水蒸气遇冷液化成雾状小水滴，因此在瓶口处出现白雾。
19. 如图所示的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。
（1）工作原理：利用U形管中_________来反映电阻丝产生热量多少，通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过_________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变的；
（2）甲装置是探究导体产生的热量与_________大小是否有关的装置；
（3）装置乙通电后两容器内电阻丝产生的热量之比是_________；
（4）以下现象能用甲装置的实验结论解释的是_________。
A. 电炉丝通过导线连接到电路，电炉丝热得发红而导线几乎不发热
B. 冬天在房间里使用电取暖器时，通电越久，房间里温度会越高
C. 电风扇通过导线连接到电路里，导线几乎不发热，电热水壶通过同样的导线连接到电路里，导线明显发热
【答案】（1）液面高度差；做功 （2）电阻 （3）4∶1 （4）A
【解析】【小问1】实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，即反映电阻丝产生热量的多少，运用了转换法。通电后透明容器中电阻丝的内能增大是电流做功改变的内能，故是通过做功的方式改变的。
【小问2】甲图中两电阻丝串联，通过两个电阻的电流相同，其阻值是不同的，在通电时间相等时，10Ω的电阻大，B管液面上升得更高，表明电流通过导体产生的热量多少与电阻的大小有关。
【小问3】探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，应控制电阻、通电时间相同，而电流不同，由图可知，通过左边电阻的电流与通过右边两个电阻的电流之和是相等的，设通过左边电阻的电流为I，右边的电路中，根据并联电路的电流关系可知，上下电阻之比为
则通过电流之比为1:1，即通过下面电阻的电流为；根据可知，在电阻和通电时间不变的条件下，产生的热量与电流的平方成正比，故左右两侧容器中产生的热量之比为4∶1。
【小问4】图甲中的实验结论为：电流产生热量的多少与电阻大小有关，在其他条件相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；
A．电炉丝通过导线连接到电路里，电炉丝和导线串联，电炉丝电阻大，导线电阻很小，电流是相同的，电炉丝热得发红而导线几乎不发热，说明产生的电热与电阻有关，故A符合题意；
B．冬天在房间里使用电取暖器时，电流大小不变，通电越久，电流产生的热量越多，房间里温度会越高，说明产生的电热与通电时间有关，故B不符合题意；
C．电风扇和电热水壶的功率不同，电热水壶的功率大，导线中的电流大，所以电热水壶的导线明显发热，说明产生的电热与电流有关，故C不符合题意。故选A。
20. 探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω，2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω）、开关一个、导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
（1）请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整，要求：滑片P向右移动时电流表示数变小_________；
（2）滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能的原因是_________；
（3）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向________（选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持________V不变（图丙是根据多次实验数据画出的I~R图像）；
（4）小静同学继续探究，再次换接50Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的3V，为了完成这次实验，她采取的措施可行的是_________（填字母）。
A. 再串联一节新干电池来增大电源电压
B. 换用一个更大阻值的滑动变阻器
C. 更换电压表的量程
【答案】（1）见解析 （2）定值电阻短路 （3）右 ； 3 （4）B
【解析】【小问1】实验中，定值电阻应与滑动变阻器串联，滑片P向右移动时电流表示数变小，即滑动变阻器电阻变大，则滑动变阻器应接A接线柱，如图所示：
小问2】闭合开关后发现，电流表有示数，电压表无示数，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路短路了，即其故障原因为定值电阻短路。
【小问3】根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表示数保持不变。由图丙可知，电流与电阻的乘积为U＝IR＝0.6A×5Ω＝0.3A×10Ω＝0.2A×15Ω＝3V，即电压表示数保持3V不变。
【小问4】A．若增加一节干电池，电源电压变大，定值电阻两端电压不变，则滑动变阻器两端电压会更大，滑动变阻器应接入电路阻值更大，故A不符合题意；
B．为了能完成这次实验，根据可得，当接入50Ω的定值电阻，滑动变阻器的最小电阻为
则应更换一个最大阻值至少为25Ω的滑动变阻器可以完成这次实验，故B符合题意；
C．更换电压表的量程，无法改变定值电阻和滑动变阻器两端的电压，仍然不能使电压表示数达到原来的3V，故C不符合题意。故选B。
21. 小明在探究“导体的电阻大小有哪些影响因素”时，得到了结论：在材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大。小明想进一步知道电阻大小和导体的长度的定量关系，于是设计了如图甲所示电路图。他将一段镍铬合金丝连接在M、N两点之间，调节接入电路的长度并记录。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到_________处（选填“A”或“B”）；
（2）请将表格中填写完整_________，并在图像中进行描点连线________；
（3）分析数据，可以得出结论：在材料和横截面积相同时，导体的电阻与导体的长度成_________。
（4）小明希望进一步探究导体的电阻大小与导体的横截面积的定量关系，他准备了三根粗细不同的镍铬合金丝、塑料圆筒和刻度尺，以下是他测量横截面积的操作：
分别将长度相同的电阻丝沿塑料圆筒紧密缠绕，用刻度尺测出_________，分别记为l1、l2、l3，缠绕圈数分别记为n1、n2、n3，则电阻丝的横截面积为_________（用l、n表示）。
【答案】（1）B （2）4 ；见解析 （3）正比 （4）所有线圈的总长度 ；
【解析】【小问1】为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即B处。
【小问2】由欧姆定律得第2次的电阻为
根据表格数据描点画出图像，如图所示：
【小问3】分析图像知，在材料和横截面积相同时，导体的长度越长电阻越大，且电阻与长度的比值是一个定值，因此可得：在材料和横截面积相同时，导体的电阻与导体的长度成正比。
【小问4】分别将长度相同的电阻丝沿塑料圆筒紧密缠绕，用刻度尺测出所有线圈的总长度，记为l；电阻丝的直径，根据可得横截面积为
四、应用实践题（22题7分，23题8分，共15分）
22. 2024年8月，新型自动驾驶出行服务平台萝卜快跑在武汉开通服务。它加速了全民无人化出行时代的到来。它使用的蜂巢能源提供的150Ah磷酸铁锂短刀电池，同时具有高安全性能和成本优势，额定电压为400V。萝卜快跑采用的是换电模式，当剩余储能不低于容量的5%时，将自动前往换电站进行换电。在某次测试中，该车以40km/h的速度沿平直公路匀速行驶了1h，汽车受到的阻力为1000N，电动机的能量转化效率为80%。求：
（1）汽车在这1h行驶的路程；
（2）汽车在这1h牵引力所做的功；
（3）本次测试中，汽车最远可以运行多少km的距离。
【答案】（1）40km （2）4×107J （3）164.16km
【解析】【小问1】根据速度公式可知汽车在这1h行驶的路程
【小问2】汽车匀速直线运动，处于平衡状态，所受牵引力
根据可知，汽车在这1h牵引力所做的功
【小问3】根据可知，总电能
最大有用功
根据可知，汽车最远可以运行的距离
23. 小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”．图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见下表）．
（1）求R1和R2的阻值；
（2）求出表中的“Px”；
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间．（设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝500g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃））
【答案】（1）R1和R2的阻值都为1100Ω；（2）Px＝88W；（3）20s
【解析】（1）由题中表格和电路图可知，当断开S1，将S2接a点时，定值电阻R1和R2串联，电路功率P1＝22W，
由串联电路特点和可得，，
所以R1+R2＝2200Ω，
当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，电路功率P2＝44W，
由可得：，
所以R2＝2200Ω﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；
（2）由题中表格和电路图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
由并联电路特点和可得：；
（3）马桶圈吸收的热量：Q＝cm△t＝0.44×103J/（kg•℃）×0.5kg×4℃＝880J，
中温档加热功率P中温＝P2＝44W，
电热丝发热全部被马桶圈吸收，由可得用“中温挡”加热的方式需要的时间：
．
答：（1）R1和R2的阻值都为1100Ω；
（2）表中的Px＝88W；
（3）想让马桶圈的温度升高4℃，用“中温挡”加热的方式需要20s．实验次数
1
2
3
接入电阻丝长度/m
1
2
4
电压表示数/V
1.5
2.4
4
电流表示数/A
0.75
0.6
0.5
电阻丝的阻值/Ω
2

8
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
P0＝0
P1＝22W
P2＝44W
Px