重庆市南开中学校2025—2026学年九年级上册12月月考物理试题【附解析】

这是一份重庆市南开中学校2025—2026学年九年级上册12月月考物理试题【附解析】，共23页。试卷主要包含了 司南，2W等内容，欢迎下载使用。
1.试题的答案书写在答题卡上，不得在试卷上直接作答。
2.作答前认真阅读答题卡上的注意事项。
3.考试结束，由监考人员将试题和答题卡一并收回。
一、选择题（本题共8个小题，每题只有一个选项符合题意，每小题3分，共24分）
1. 下列物理量最接近生活实际的是（ ）
A. 电热毯正常工作的功率约2000WB. 一节充满电的铅蓄电池电压约22V
C. 对人体安全的电压不高于36VD. 让人觉得舒适的环境温度约37℃
【答案】C
【解析】
【详解】A．电热毯属于小功率用电器，正常工作功率约为50~100W，2000W过大，故A不符合题意；
B．一节充满电的铅蓄电池电压约2V，故B不符合题意；
C．人体的安全电压是不高于36V，我国家庭电路中的电压是220V，故C符合题意；
D．人的正常体温为37℃，人体感觉舒适的温度约为23~26℃，故D不符合题意。
故选C。
2. 下列对物态变化现象的分析正确的是（ ）
A. 自然中，地下岩浆形成是凝固现象
B. 工业中，液化气的制备过程是汽化现象
C. 农业中，谷物晒干的过程是升华现象
D. 生活中，米饭冒出“白气”是液化现象
【答案】D
【解析】
【详解】A． 地下岩浆的形成是指岩石受热变为液态岩浆的过程，属于熔化现象，故A错误；
B．液化气的制备是将气态石油气压缩变为液态的过程，属于液化现象，故B错误；
C．谷物晒干是水分从液态变为气态水蒸气的过程，属于汽化现象，故C错误；
D．米饭冒出的“白气”是热的水蒸气遇冷变成小水滴的过程，属于液化现象，故D正确。
故选D。
3. 关于温度、热量和内能的说法，正确的是（ ）
A. 物体动能越大，内能就越大
B. 物体吸收热量，温度不一定升高
C. 水结冰对外放出热量，内能变为零
D. 热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体
【答案】B
【解析】
【详解】A．动能与物体的质量和速度有关，内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，动能和内能无直接关系，物体动能越大，内能不一定越大，故A错误；
B．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化时，不断吸收热量，但温度不变，故B正确；
C．一切物体都有内能，水结冰放出热量，内能减少，但内能不会变为零，故C错误；
D．热传递过程中，热量是从温度高的物体传递到温度低的物体，传递的不是温度，故D错误。
故选B。
4. 在生活用电的过程中，安全且正确的做法是（ ）
A. 甲图，金属外壳的电冰箱使用两脚插头
B. 乙图，使用测电笔时手指接触笔尾金属体
C. 丙图，用湿手触碰墙壁上的电灯开关
D. 丁图，用排插同时使用多个大功率电器
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图，金属外壳的电冰箱必须使用三脚插头，并将外壳接地，以防止外壳带电时发生触电事故，使用两脚插头无法接地，是不安全的做法，故A不符合题意；
B．乙图，使用测电笔时，手必须接触笔尾的金属体，笔尖接触被测导线，这样，电流才能通过人体、大地形成回路，使氖管发光（如果接触的是火线），这是正确使用测电笔的方法，故B符合题意；
C．丙图，生活用水是导体，用湿手触碰开关，容易导致电流通过水和人体，造成触电事故，是不安全的做法，故C不符合题意；
D．丁图，在同一个插排上同时使用多个大功率电器，会导致总电流过大，引起空气开关跳闸，故D不符合题意。
故选B。
5. 司南（如图）是我国最早用文字记载的磁的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 勺柄指南说明勺柄端是磁体的南极
B. 司南周围的磁感线真实存在且可见
C. 司南应该放在较为光滑的铁盘上
D. 司南的勺柄断裂后只剩下一个磁极
【答案】A
【解析】
【详解】A．地球是一个巨大的磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。司南静止时，勺柄指向南方，根据异名磁极相互吸引的原理，勺柄端是磁体的南极（S极），它被地磁的北极吸引，故A正确；
B．司南周围的磁场是存在的，磁感线不是真实存在的，故B错误；
C．司南实质上是一个条形磁体，对铁物质具有吸引作用，放在较为光滑的铁盘上，则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北，故C错误；
D．任何磁体都有两个磁极，司南的勺柄断裂后，每一段都会成为一个完整的小磁体，仍然具有两个磁极，故D错误。
故选A。
6. 博物馆有一具有报警功能的文物展示台。闭合开关，当文物放置在金属片上时，指示灯亮、电铃不响，当文物从金属片上取走时，电铃响从而实现防盗报警功能。图中的电路符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，电路需满足：当文物放置在金属片上时，弹簧被压缩，其下方的触点接通，闭合开关时，指示灯亮，电铃不响；当文物被取走时，弹簧恢复原状，其下方的触点断开，此时，电铃响。
A．电路图中，当文物放置时，弹簧触点接通，闭合开关，此时小灯泡与电铃串联，此时铃响灯亮，故A不符合题意；
B．分析电路可知，当文物放置，弹簧触点接通时，闭合开关，一根导线将电源的正负极相连，此时电源短路，故B不符合题意；
C．分析电路可知，当文物放置，弹簧触点接通时，闭合开关，灯泡被短路，整个电路是电铃的简单电路，放上文物时，铃响灯不亮，故C不符合题意；
D．分析电路可知，电铃与弹簧控制的触点并联，然后与指示灯串联。当文物放置时，弹簧触点接通，闭合开关，将电铃短路，电流只通过指示灯，所以指示灯亮，电铃不响，符合要求。当文物被取走时，弹簧触点断开，电流通过电铃和指示灯，电铃会响，符合要求。故D符合题意。
故选D。
7. 如图所示的电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，将滑动变阻器的滑片由B端移动到A端，电压表V1示数变化了2V，电流表示数从0.1A变为0.2A，则（ ）
A. 电源电压为4V
B. R0的阻值为
C. R0的电功率变化了0.2W
D. 电压表V2的示数变化范围为0～2V
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由电路图可知，电阻R0和滑动变阻器串联，电压表V1并联在滑动变阻器两端测滑动变阻器两端的电压，电压表V2并联在R0两端测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片在A端时，滑动变阻器阻值最小，电路中的电流，此时电压表V1示数为0，电源电压①
当滑动变阻器的滑片在B端时，滑动变阻器阻值最大，滑动变阻器阻值两端电压最大，电压表V1示数变化了2V，因此，此时电路中的电流，电源电压②
由①②可得，电源电压，定值电阻。故A符合题意，B不符合题意；
C．R0的电功率变化，故C不符合题意；
D．电压表V2并联在R0两端测R0两端的电压。R0两端的最小电压
R0两端的最大电压
所以电压表V2的示数变化范围为2～4V，故D不符合题意。
故选A。
8. 如图甲所示电路中，电源电压恒定，R1“10Ω”和R2“xxΩ 1A”总长度均为8cm。电流表量程是0~0.6A。开始时，两个滑片都位于正中央，在保证电路安全的条件下，先将R1的滑片尽可能向右移动；再将R2的滑片尽可能向右移动。两次移动过程中，电流表示数I随移动距离的变化图像如图乙。下列分析计算正确的是（ ）
A. 第一次移动时记录的图像是aB. 电源电压为6V
C. 整个过程，R2的阻值范围为5Ω~20ΩD. 整个过程，总功率范围为3.24W~9W
【答案】C
【解析】
【详解】A．闭合开关，两滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。开始时，两个滑片都位于正中央，滑动变阻器R1接入电路的阻值为，在保证电路安全的条件下，先将R1的滑片尽可能向右移动，R1接入电路的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知电路电流变小。再将R2的滑片尽可能向右移动，R2接入电路的阻值变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知电路电流变大。故第一次移动滑片时记录的图像是a，第二次移动滑片时记录的图像是b，故A错误；
B．已知通过R2的电流最大为1A，电流表量程是0.6A，电流表量程是0~0.6A。在保证电路安全的条件下，第二次移动滑片时可知电路的最大电流为0.6A，从图中数据可知，即。第一次移动滑片时，可知移动距离的最大距离为4cm，即R1全部接入电路，故滑动变阻器R1接入电路的阻值从5Ω变为10Ω，结合欧姆定律可知
及
联立两式可知，，故B错误；
C．第二次移动滑片时，最大电流为0.6A，可知此时总电阻
R2接入电路的阻值
滑片都位于正中央时，R2的阻值
整个过程，R2的阻值范围为，故C正确；
D．整个过程，电路的最小总功率
电路的最大总功率
故整个过程，总功率范围为，故D错误。
故选C。
二、填空作图题（本题共6个小题，第14题作图每图1分，其余每空1分，共12分）
9. 丹麦物理学家________发现电流周围有磁场，说明电流具有磁效应，电流周围磁场的方向和电流的________有关。
【答案】 ①.
奥斯特 ②.
方向
【解析】
【详解】[1] 丹麦物理学家奥斯特通过实验首次发现通电导线周围存在磁场，揭示了电流的磁效应。
[2] 电流周围磁场的方向与电流的方向直接相关：当电流方向改变时，磁场方向也随之改变。
10. 磁场对通电导体有力的作用，人们利用该原理制造了________（选填“电磁铁”或“电动机”），该装置在工作时，将电能转化为________能。
【答案】 ①. 电动机 ②. 机械
【解析】
【详解】[1][2]电动机是根据磁场对通电导体有力的作用的原理制成的，电动机工作时，将电能转化为机械能。
11. 小开家使用如图所示的电能表，此时表中的读数是________度。为了测量家里电热水器工作时的电功率，他在电路中只接通这一台热水器工作，电能表指示灯3min内闪烁了160次，则这台电热水器的实际功率是________W。
【答案】 ①. 326.6 ②. 2000##
【解析】
【详解】[1]电能表最后一位数字是小数，此时表中的读数是326.6kW∙h，即326.6度。
[2]电能表指示灯3min内闪烁了160次，消耗的电能为
这台电热水器的实际功率是
12. 如图甲所示的电路，电源电压为12V且保持不变，，R2为阻值未知的定值电阻，图乙是流过小灯泡L的电流随两端电压变化的图像。当同时闭合所有开关时，小灯泡L的实际功率为P，定值电阻R1的功率为，则________：当只闭合开关S1时，小灯泡的实际功率为3.6W，此时R2的功率为________W。
【答案】 ①. 2∶3 ②. 3.6
【解析】
【详解】[1]当同时闭合所有开关时，R2短路，R1与L并联，已知电源电压为12V，此时R1与L两端电压均为12V，由乙图可知此时通过灯L的电流为0.8A。通过R1的电流为
则灯L与定值电阻R1的功率之比为
[2]当只闭合开关S1时，R1断路，R2与灯L串联，小灯泡的实际功率为3.6W，由图乙可知此时灯两端的电压为6V，通过灯的电流为0.6A。灯的实际功率为
符合题意。此时R2两端的电压为
R2与灯L串联，所以通过R2的电流与通过灯L的电流相等，等于0.6A。
此时R2的功率为
13. 如图所示，电源电压恒定。当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电流表A1的示数为，电路的总功率为；当只闭合开关S2，滑片在最右端时，电流表A2的示数为，再将滑片滑至最左端，某电表的示数变为原来的一半，总功率为；只闭合S1和S3，滑片从最右端滑到距离左端五分之二的位置，R3的功率变化了0.9W。已知。则________。任意闭合开关、移动滑片，电路的最大功率为________W。
【答案】 ①. 3:1 ②. 10.8
【解析】
【详解】[1][2]当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，R2与R3并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量通过R2的电流，两电压表均测量电源电压。此时电路总功率
电流表A1的示数为
当只闭合开关S2，滑片在最右端时，R1与R2串联，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量电源电压，电流表A2测量电路电流，示数为
再将滑片滑至最左端，电流表测量电路电流，示数不变，两电压表均测量R2两端的电压，故电压表V2的示数变小，即电表V2的示数变为原来的一半，根据串联分压特点可知R1与R2的阻值相同，设，则总功率为
已知，根据可知
且
故。
只闭合S1和S3，R1与R2串联，电流表A1测量电路电流，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量电源电压，滑片在最右端时，R3的功率
滑片在距离左端五分之二的位置时，R3的功率
R3的功率变化了0.9W，则
即
当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，R2与R3并联，总电阻最小，根据可知总功率最大，为
14. 按要求作图。
（1）请在甲图中用箭头标出A点的磁感线方向。
（2）请在乙图括号中标出通电螺线管右端的磁极（选填“N”或“S”）。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1详解】
磁体外部周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，所以A点磁感线方向是向右的；如图所示：
【小问2详解】
由图乙可知，电路中的电流是从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，如图所示：
三、实验题（本题共3个小题，第15题6分，第16题8分，第17题8分，共22分）
15. 利用如图所示的装置探究不同物质的吸热能力。
（1）实验前，在两个烧瓶中安装两个阻值________（选填“相同”或“不同”）的电热丝，并分别注入________（选填“质量”或“体积”）相同初温相同的水和煤油；
（2）实验中，通过________________来反映水和煤油吸收热量的多少；
（3）结果发现煤油的温度升高快，说明水的吸热能力更________，因此用________作为冷却剂更好；
（4）实验后，发现实验时间较长，可以适当________（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器的阻值来缩短实验时间。
【答案】（1） ①. 相同 ②. 质量
（2）加热时间的长短 （3） ①. 强 ②. 水
（4）减小
【解析】
【小问1详解】
[1]要探究不同物质的吸热能力，应控制不同物质吸收的热量相同，根据焦耳定律可知，两电阻丝串联，电流I和通电时间t相同，所以应在两个烧瓶中安装两个阻值相同的电热丝。
[2]要比较水和煤油的吸热能力，需要控制水和煤油的质量相同、初温相同，所以应分别注入质量相同初温相同的水和煤油。
【小问2详解】
实验中，用相同的电热丝加热，相同时间内电热丝产生的热量相同，水和煤油吸收的热量也相同，所以通过加热时间的长短来反映水和煤油吸收热量的多少。
【小问3详解】
[1]根据可知，在质量m和吸收热量Q相同时，比热容c越大，温度变化越小。结果发现煤油的温度升高快，说明水的温度升高慢，即水的吸热能力更强。
[2]因为水的吸热能力强，升高相同温度能吸收更多热量，所以用水作为冷却剂更好。
【小问4详解】
要缩短实验时间，需要增大电热丝的功率，即增大电路中的电流，所以应适当减小滑动变阻器的阻值，减小电路总电阻，从而增大电流。
16. 用图甲所示电路探究电流与电压的关系。实验器材如下：三节新干电池、一个定值电阻、一个滑动变阻器“40Ω 1A”、一个电压表、一个电流表、一个开关以及充足的导线。
（1）若闭合开关，电流表无示数，检查发现是其中有一根导线连接错误，请在图中连错的导线上打“×”，再用笔画线代替导线将其连接到正确的位置上。
（2）改正错误后继续操作，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移到最________端。
（3）闭合开关，在如下表格中记录下此时电压表和电流表的示数，再移动滑动变阻器的滑片，得到多组数据，是为了________________________。当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙，表格中空白处应填________。
（4）分析表中的数据，得出结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成________。
（5）为探究电流与电阻的关系，找来一个电阻箱（0~999Ω）替代上述电路中的________（填元件名称），电压表选择0~3V量程，电流表选择0~0.6A量程。
①将滑动变阻器调至最大阻值，再将电阻箱调为某一阻值，闭合开关，发现此时电压表示数为1.5V，记录此时电阻箱阻值和电流表的示数。
②再将电阻箱阻值调小，观察到电压表示数不是1.5V，将滑动变阻器阻值调小，直到电压表示数________（选填“变大”或“变小”）为1.5V时，记录此时电阻箱阻值和电流表示数。
③重复上述实验操作，得到多组数据，为了完成上述实验，并且保证电路安全，电阻箱的阻值应在________范围内。
④分析数据可知，导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体电阻成反比。
【答案】（1） （2）右
（3） ①. 为了使实验结论具有普遍性 ②. 0.30
（4）正比 （5） ①. 电阻 ②. 变大 ③. 2.5~20Ω
【解析】
【小问1详解】
探究电流与电压的关系时，电压表应并联在定值电阻两端，电流表串联在电路中，实物连接如下：
【小问2详解】
滑动变阻器接入了左下接线柱，为了保护电路，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最右端。
【小问3详解】
[1]探究电流与电压的关系，为了使实验结论具有普遍性，需要测量多组数据。
[2]由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.30A。
小问4详解】
由表中数据可知，电压增大几倍，对应的电流也增大几倍，电压与电流的比为一定值，故可得出结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问5详解】
[1]探究电流与电阻的关系，需要保持电压不变，改变电阻的阻值，找来一个电阻箱（0~999Ω）替代上述电路中的电阻。
②[2]将电阻箱阻值调小，电压表的示数小于1.5V，探究电流与电阻的关系，需要保持电压不变，由串联电路电压的规律可知，需要减小变阻器两端的电压，根据串联电路分压原理，需将滑动变阻器阻值调小，直到电压表示数变大为1.5V。
③[3]一节新干电池的电压是1.5V，电源由三节新干电池组成，电源电压是4.5V，实验中要控制电阻箱的电压不变，即保持电压表示数为1.5V不变，由串联电路电压特点得，变阻器两端的电压为
变阻器两端的电压是电阻箱两端的电压2倍，由串联电路分压原理，当滑动变阻器接入电路中电阻最大为40Ω时，电阻箱接入电路中电阻最大，电阻箱最大值为
电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器标有“40Ω 1A”，则电路最大电流为0.6A，由欧姆定律得，电阻箱接入电路中电阻最小为
为了保证电路安全，电阻箱阻值的调节范围为2.5~20Ω。
17. 设计图甲所示电路来测量小灯泡正常发光时的电功率，电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V 0.25A”字样。
（1）按照电路图连接电路，闭合开关后发现电流表指针反偏，原因是______，还发现电压表无示数，原因可能是小灯泡发生了________故障；
（2）解决上述问题后，将滑动变阻器调至最大阻值，闭合开关，灯泡不亮，此时应该（ ）
A. 观察电流表和电压表示数
B. 移动滑动变阻器的滑片
C. 更换小灯泡
（3）移动滑片，记录多组数据，并绘制出如图乙所示图像，发现小灯泡正常发光时（电压达到额定电压），电流并不是额定值，可能是灯丝长时间使用后变细，阻值变________导致，根据图象可计算现在小灯泡正常发光时的功率为________W；
（4）本实验中，滑动变阻器的作用是：_______。过程中得到了多组数据，________（选填“应该”或“不应该”）求平均值；
（5）现有其他不同规格的三个小灯泡，“3V 1.8W”、“6V 3.6W”、“6V 2.4W”，分别将它们接入如图丙所示电路的M和N之间，电源电压为6V，的阻值为10Ω，闭合开关后，________最亮（可忽略灯丝电阻的变化）。
【答案】（1） ①. 电流表正负接线柱接反了 ②. 短路 （2）A
（3） ①. 大 ②. 0.5
（4） ①. 保护电路，改变灯泡两端电压 ②. 不应该
（5）
【解析】
【小问1详解】
[1]闭合开关后发现电流表指针反偏，是因为电流表的正负接线柱接反了。
[2]闭合开关后发现电流表指针反偏，说明电路中有电流，电路不可能断路，电压表无示数，可能是与电压表并联的灯泡短路了。
【小问2详解】
将滑动变阻器调至最大阻值，闭合开关，灯泡不亮，可能是出现断路故障，也可能是电路中电阻太大，电流太小造成的，因此应先观察电流表是否和电压表有示数，如果电流表无示数，说明电路出现断路故障，然后检测出断路的位置，并进行处理；如果电流表有示数，则可能是电流太小了，此时移动滑动变阻器的滑片，即可看到灯泡发光。故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
【小问3详解】
[1]导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关，当长度和材料相同时，横截面积越小，导体电阻越大，灯丝长时间使用后变细，电阻会变大。
[2]由图乙可知，当灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，则现在小灯泡正常发光时的功率为
【小问4详解】
[1]在接通电源前，将滑动变阻器调到最大阻值位置，可以限制电路中的电流，防止电流过大烧坏小灯泡或仪表。实验中，通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压达到其额定电压，此时测得的功率即为额定功率。
[2]因灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，求平均值无意义，因此不应该求平均值。
【小问5详解】
根据题意可知，三个灯泡的电阻分别为，，
将灯泡接入电源电压为6V的M、N两点之间，电路中电流为
的实际功率为
将灯泡接入电源电压为6V的M、N两点之间，电路中电流为
的实际功率为
将灯泡接入电源电压为6V的M、N两点之间，电路中电流为
的实际功率为
因，故最亮。
四、论述计算题（本题共3个小题，18小题6分，19小题8分，20小题8分，共计22分，解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。）
18. 如图所示是某混动汽车，其发动机热机效率高约40%（忽略其电能回收过程）。已知该车在某平直测试路面上匀速行驶了一段路程，消耗了1kg汽油。发动机的牵引力恒为1000N，所使用的汽油热值约为。求：
（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车在该过程中行驶的路程。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
这些汽油完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
发动机对外做的有用功为
汽车在该过程中行驶的路程
19. 图甲是某即热式饮水机，可以设置出水温度，直接给用户提供开水或温水。其内部结构如图乙，智能水泵按照设置的温度，调配出水的速度，水温高则流速慢。打开水阀时，水泵将水输送到加热组件，水在流经较长的加热管时，充分吸收热量后（可以忽略热量散失），从出水嘴流出。加热组件中电路如图丙，有开水挡和温水挡两个挡位，电热丝，打开水阀时，开关S1自动闭合，若设置温度高于80℃，开关S2闭合，否则S2断开。求：
（1）正常工作时，温水挡的电流；
（2）用开水挡加热水，出水10s的过程中消耗的电能；
（3）某次实际使用时，水箱中水的初温为20℃，出水温度设为40℃，发现出水0.1kg需要4.2s。求此时的实际电压。（）
【答案】（1）11A （2）4.84×104J （3）200V
【解析】
【小问1详解】
由图分析可知，当开关S1闭合，S2断开时，电路中只有电阻R1工作，根据可知，此时处于温水挡。根据欧姆定律，可得温水挡的电流为
【小问2详解】
由图分析可知，当开关S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联，根据可知，此时处于开水挡。电路总功率为
在10s内消耗的电能为
【小问3详解】
水吸收的热量为
因为可以忽略热量散失，所以加热组件消耗的电能等于水吸收的热量，即
加热组件的实际功率为
根据题意，出水温度设为40℃，低于80℃，此时饮水机处于温水挡，只有电阻R1工作。根据电功率公式，可得此时的实际电压为
20. 图甲是小南自己设计的一款小台灯，其内部电路结构如图乙所示。电源电压恒定，小灯泡的额定电压为8V，电阻随温度变化，为了简化问题，可认为其阻值R与两端电压U满足的关系如图丙，小南对其进行测试：把电位器调到最大阻值时，小灯泡两端电压为2V；当调到最大阻值的25%时，小灯泡两端电压为8V。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电位器的最大阻值；
（3）调为最大阻值的40%时，小灯泡的实际功率。
【答案】（1）
6.4W （2）
20Ω （3）
4.5W
【解析】
【小问1详解】
由图丙可知，当小灯泡两端电压为8V时，其对应的电阻为10Ω。根据电功率公式，可得小灯泡的额定功率为
【小问2详解】
由图分析可知，灯L与电位器Rp串联。当电位器Rp调到最大阻值时，此时小灯泡两端电压为2V，由图丙可知，此时小灯泡的电阻为4Ω，电路中的电流为
根据串联电路电压规律，电源电压……①
当Rp调到最大阻值的25%时，此时小灯泡两端电压为8V，由图丙可知，此时小灯泡的电阻为10Ω，电路中的电流为
电源电压……②
联立①②可得，电源电压，电位器的最大阻值
【小问3详解】
当Rp调为最大阻值的40%时，其接入电路的电阻为
根据串联电路电压规律和欧姆定律，有
即 ……③
由图丙可知，小灯泡的电阻R与其两端电压U的关系是一次函数，可设为
将点(2V 4Ω)和(8V 10Ω)代入，解得，，所以小灯泡的电阻与电压的关系为……④
将④代入③中，得
解得或(电压不能为负，舍去)
此时小灯泡的实际功率为电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60