山东省济宁市曲阜市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题（B卷）（含答案）

这是一份山东省济宁市曲阜市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题（B卷）（含答案），共20页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验与作图题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省济宁市曲阜市九年级（上）期末物理试卷（B卷）
一、选择题（下列各题的四个选项中，只有一项符合题意，每小题2分，共20分）
1．（2分）下列数据的估计与实际情况较为接近的是（　　）
A．电饭锅做饭时的电流约为0.1A
B．让人感觉舒服的洗澡水温度约为90℃
C．家用电冰箱的电功率约为300W
D．电磁波在空气中的传播速度约为340m/s
2．（2分）如图表示某晶体的物态变化过程，其中甲、乙、丙分别表示三种物态。下列分析正确的是（　　）

A．乙为气态
B．由乙到丙的过程需要放热
C．DE段对应的温度为该晶体的熔点
D．撒干冰人工降雨利用的由甲到丙的过程
3．（2分）对图中所涉及的仪器使用、读数完全正确的是（　　）
A．图甲：该温度计所测水的温度：t＝36℃
B．图乙：闭合开关后，电压表测量的是电源电压
C．图丙：闭合开关后，电流表测量的是L2的电流
D．图丁：该电能表允许接入的最大电功率为2200W
4．（2分）如图是小明按物理课本“迷你实验室”提供的方法制作的作品，下列分析正确的是（　　）
A．被同一毛巾摩擦后的两个气球因带同种电荷而相互排斥
B．铅笔芯变阻器是通过改变导体的横截面积来改变电阻的
C．西红柿电池使耳机发声的工作过程中电能转化为化学能
D．制作电动机时把线圈两端线头的漆皮全部刮掉效果更好
5．（2分）生活中许多安全常识蕴含着物理知识。下列分析不正确的选项是（　　）
A．不要靠近烧开水的水壶口，是因为水蒸气液化放热会造成严重烫伤
B．不允许用铜丝替代保险丝，是因为铜丝硬度比保险丝大会引发火灾
C．不允许在高压线附近放风筝，因为高压电即使不接触也会造成触电
D．不允许将测电笔的高电阻取出，是因为没有高电阻分压会造成触电
6．（2分）如图所示，一个有盖的木盒，盒盖上可看到两只灯泡和一个开关（导线的连接和电源隐藏在盒内），开关闭合，下列说法不正确的是（　　）

A．如果两灯都亮，两灯可能是串联，也可能是并联
B．若用电压表测得两灯的电压相等，则两灯一定是并联
C．若用电压表测得两灯的电压不相等，则两灯一定是串联
D．若用电流表测量通过两灯的电流不相等，则两灯一定是并联
7．（2分）科技强国，中国科技工作者在各个领域一步一个脚印，一次次刷新“中国高度”，如图所示是近年取得的辉煌成就的代表事件。下列有关说法不正确的是（　　）

A．如图甲，宇航员在空间站中利用电磁波向大家拜年
B．如图乙，长征五号遥五重型运载火箭所用燃料的热值大
C．如图丙，祝融号火星车使用的“中国芯”是半导体材料制成的
D．如图丁，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是核裂变
8．（2分）在很多道路边都安装有太阳能路灯，能够实现白天自动充电，夜晚自动给LED灯供电照明。若其自动控制电路如图所示，R0为保护电阻，R为光敏电阻。下面说法不正确的是（　　）

A．电磁铁的上端为N极
B．白天给蓄电池充电所利用的太阳能是可再生能源
C．无论白天还是晚上，蓄电池在工作电路中都是用电器
D．要实现自动控制，光敏电阻R的阻值应该随光照强度增大而增大
9．（2分）我国第二艘国产航母预测将采用电磁弹射技术，如图为航母上简化的电磁弹射装置，能带动舰载机在极短时间内达到起飞速度。下列装置中应用的原理与其相同的是（　　）

A．动圈式扬声器 B．电磁起重机
C．动圈式麦克风 D．电磁继电器
10．（2分）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示。下列判断正确的是（　　）

A．电源电压为8V
B．R1的阻值为40Ω
C．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为4.8W
D．当滑片P在b端时，通电10s后R1消耗的电能是8J
二、填空题（每空1分，共12分）
11．（2分）中华武术和中医药是中华文化的瑰宝，其中蕴含了许多物理知识，图中与内燃机做功冲程相似的气功动作是 　 　；“艾灸”时通过 　 　的方式改变了穴位处的内能。

12．（2分）在学校组织的科技节上，同学们展示了许多神奇的实验，如图：
（1）图甲，把装有刚停止沸腾水的玻璃瓶倒放，在瓶底上放上一块冰块发现水又重新沸腾起来，是因为冰块使瓶内的气压变小，水的沸点 　 　。
（2）图乙，接通电路后，观察到小磁针偏转。断电后，小磁针恢复到原来指向。这一现象说明 　 　。

13．（2分）在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电阻R1的阻值为 　 　Ω，电阻R1的功率为 　 　W。

14．（2分）受疫情影响，我市今年线上教学的时间较长，给实验教学带来诸多不便，某位老师利用“NB虚拟实验室”进行实验教学，其界面如图，菜单中可选实验器材有“标准灯泡”L1和“随温度变化灯泡”L2两种规格，如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选 　 　；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，应选 　 　。（两空均选填“L1”或“L2”）

15．（2分）某位同学在做实验时，连接了如图所示的电路，闭合开关后，直流电动机和发光二极管同时工作。此时，电动机和二极管是 　 　的（选填“串联”或“并联”），断开开关，顺时针转动电机，发现二极管发光，但逆时针转动电机，发现二极管不发光，这是由于二极管具有 　 　的独特功能。

16．（2分）两只灯泡额定电压都是220V，额定功率分别是100W和40W，但灯泡上的铭牌标识都模糊不清，为了区别两灯，小明进行以下操作：先观察灯丝，灯丝细的是 　 　的；再将两灯串联在家庭电路中，发光较亮的是 　 　的（两空均选填“40W”或“100W”）。
三、实验与作图题（17题4分，18题6分，19题3分，20题4分，共17分）
17．（2分）两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关S转动至断开位置，电路不工作；开关S转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。请以笔画线代替导线完成电路连接。

18．（2分）条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态，请在图中标出：
①磁感线A点处的磁场方向；
②小磁针的N极。

19．（6分）张丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图1所示的实验电路，电源电压恒定不变。

（1）张丽测小灯泡电阻的实验原理是　 　。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因是　 　。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.38A，小灯泡正常工作时的电阻是　 　Ω。
（4）完成上述实验后，张丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图2所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，
请你帮她完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点　 　（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为　 　V；
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点　 　（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　。（用已知量和测量量表示）
20．（3分）如图甲所示，电阻丝R1＝5Ω，R2＝R3＝10Ω，A、B两个烧瓶中装的是煤油，C烧瓶中装的是水，且A、B、C三个相同的烧瓶中液体的质量、初温都相等。

（1）简要说明怎样探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”：　 　。
（2）探究“水和煤油吸热能力强弱”时，若通电时间相同，如果发现 　 　，则说明水的吸热能力强。
（3）为了探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，小明将装置改进为图乙所示，U形管中各液面的初始高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，实验时发现左侧U形管两侧高度差变化比右侧明显的多，这是因为在相同的时间内，左侧容器中电阻产生的热量是右侧容器中电阻产生的热量的 　 　倍。
21．（4分）某实验小组想用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
（1）他们用相同的漆包线和 　 　（选填“钢钉”或“铁钉”）绕制成两个电磁铁A和B，B钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（2）如图甲，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引 　 　的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”），说明在线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与 　 　有关。
（3）如图乙，把电磁铁A和B串联。闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总比A能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是 　 　。

四、计算题（21题5分，22题6分，共11分）
22．（5分）孝顺的小梅同学给爷爷同购了一台额定电压为220V的双挡位电热足浴器。其控制面板可以显示设定温度和实际加热功率，足浴器内部简化电路及某次加热工作时控制面板的显示情况如图甲、乙所示，其中R1＝R2＝96.8Ω，求：

（1）足浴器在额定电压下的保温功率和加热功率各是多少？
（2）额定电压下将足浴器中质量为4kg，初温为20℃的水，加热到到控制面板上显示的温度时，需要多长时间？[不计热量损失，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）根据控制面板上显示的实际功率，计算此时家庭电路的实际电压是多少？
23．（6分）为实现“碳达峰，碳中和”，国家大力推进新能源纯电动汽车的研发与使用，如图所示的是我国自主品牌的某纯电动车汽车在国家电网充电桩充电时某一时刻充电桩显示的数据。该电动汽车使用的300V三元锂电池不仅充电速度快、输出功率大，而且电压稳定；所搭载的电动机，最大功率可达48kW，其线圈电阻只有1Ω。
（1）若该车还要按照充电桩的数据继续充电20分钟才能充满，计算还需花费多少费用？
（2）该车以最大功率行驶匀速ls，做了多少机械功？


2022-2023学年山东省济宁市曲阜市九年级（上）期末物理试卷（B卷）
参考答案与试题解析
一、选择题（下列各题的四个选项中，只有一项符合题意，每小题2分，共20分）
1．【解答】解：A．由P＝UI可得，电饭锅正常工作时的电流：I＝＝≈4.5A，故A不符合实际；
B．人的正常体温约为37℃，让人感觉舒服的洗澡水温度约为40℃，故B不符合实际；
C．家用电冰箱的电功率约为300W，故C符合实际；
D．电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s，故D不符合实际。
故选：C。
2．【解答】解：由图知，甲图中分子相距最近，分子排列规则，分子间的作用力最大，既不易被压缩，也不容易被拉伸，所以是固态分子的排列方式；
乙图中分子相距较近，分子排列杂乱，分子间的作用力较弱，是液态分子的排列方式；
丙图中分子相距最远，分子无固定排列，分子间的作用力最弱，是气态分子的排列方式。
A、由上分析知，乙为液态，故A错误；
B、由乙到丙的过程是液态变为气态的汽化过程，需要吸收热量，故B错误；
C、DE段表示物体吸热或放热的温度保持不变，是液体汽化（或液化）过程，此时的温度叫晶体的沸点，故C错误；
乙→丙是液态变成气态的汽化过程；露珠是水蒸气遇冷形成小水滴的液化过程，故C错误；
D、撒干冰人工降雨利用的由甲到丙的过程，是固态变为气态的升华过程，需要吸收热量，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：A、使用温度计读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，拿出读数不准确，故A错误；
B、由图乙可知，两灯泡串联，电压表与两灯泡并联，故电压表测电源电压，故B正确；
C、由图丙可知，闭合开关后，L2被短路，故C错误；
D、该电能表允许接入的最大电功率为P＝UI＝220V×20A＝4400W，故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：A．同种电荷相互排斥，被同一毛巾摩擦后的两个气球带有同种电荷，相互排斥，故A正确；
B．铅笔芯变阻器是通过改变铅笔芯接入电路的长度来改变电路电阻，进而改变通过电路的电流来工作的，故B错误；
C．西红柿电池使耳机发声的工作过程中化学能转化为电能，故C错误；
D．制作电动机时，用小刀刮两端引线的漆皮，一头全部刮掉，另一头只刮掉一半，相当于换向器的作用，故D错误。
故选：A。
5．【解答】解：
A、靠近烧开水的水壶口，壶口的水蒸气液化成水时要放热，会造成严重烫伤，故A正确；
B、铜丝的电阻小、熔点高，在电流过大时，产生的热量不容易达到熔点，因此不会熔断，起不到保险的作用，故B错误；
C、高压输电线的电压很高，若在高压线附近放风筝，可能会发生高压触电事故，故C正确；
D、由测电笔的结构可知，测电笔中的高值电阻、氖管、弹簧、金属电极是串联的；其中，高值电阻的作用是减小电路中的电流，对人起保护作用，故D正确。
故选：B。
6．【解答】解：
A、串联电路中的开关控制整个电路，而并联电路中，干路上的开关也控制整个电路；因此一个开关控制两只灯泡的亮和灭，则两只灯泡既可以串联也可以并联；故A正确；
B、在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等；如果两个灯泡完全相同，在串联电路中分得的电压也相同；所以，若用电压表测得两灯电压相等，则两灯的连接可能是串联，也可能是并联，故B错误；
C、因为在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等，所以，若用电压表测得两灯电压不相等，则两灯的连接是串联，且两灯泡的规格不同，故C正确；
D、因为在串联电路中通过两灯泡的电流一定相等，所以，如果通过两个灯泡的电流不相等，则两灯一定并联；故D正确。
故选：B。
7．【解答】解：A、如图甲，宇航员在空间站中向大家拜年的视频是通过电磁波传输回地球的，故A正确；
B、如图乙，长征五号遥五重型运载火箭所用燃料的热值大，故B正确；
C、如图丙，祝融号火星车使用的“中国芯”是半导体材料制成的，故C正确；
D、如图丁，中国“人造太阳”装置与太阳内部的核反应方式都是核聚变，故D错误；
故选：D。
8．【解答】解：A、由图知电流从电磁铁上端背面流进，从下端前面流出，用右手握住电磁铁，让四指弯向电磁铁中电流方向，大拇指指向上端，说明电磁铁上端为N极，故A正确；
B、太阳能可以从自然界中源源不断的获得，因此白天给蓄电池充电所利用的太阳能是可再生能源，故B正确；
C、太阳能路灯能够实现白天自动给蓄电池充电，夜晚蓄电池自动给LED灯供电照明，说明白天蓄电池相当用电器，而晚上蓄电池相当电源，故C错误；
D、白天自动充电，夜晚自动给LED灯供电照明，结合图可知动触点白天与上端静触点接触，太阳能电池对蓄电池充电，夜晚动触点与下端静触点接触，蓄电池给LED灯供电照明，说明白天光照强时，电磁铁磁性弱，控制电路电流小，光敏电阻阻值大，夜晚光照弱时，电磁铁磁性强，控制电路电流大，光敏电阻阻值小，由此可知光敏电阻R的阻值应该随光照强度增大而增大，故D正确。
故选：C。
9．【解答】解：电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动；
A、动圈式扬声器的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用，故A正确；
B、电磁起重机是利用电磁铁工作的，利用了电流的磁效应，故B错误；
C、动圈式麦克风利用了电磁感应原理，故C错误；
D、电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的，故D错误。
故选：A。
10．【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片于a端时，变阻器接入电路电阻为0，电路中的电流最大，由图乙可知I1＝0.6A，
由I＝可得，电源电压：U＝I1R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知最小电流I2＝0.2A，此时变阻器两端的电压U2＝8V，
则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝40Ω；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以电源电压：U＝I2R1+U2＝0.2A×R1+8V﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源电压不变，由①②可得：0.6A×R1＝0.2A×R1+8V，
解得：R1＝20Ω，电源电压：U＝0.6A×R1＝0.6A×20Ω＝12V，故AB错误；
（2）当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为：
P总＝＝＝3.6W，故C错误；
（3）当滑片P在b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小为I2＝0.2A，
通电10s后R1上产生的热量：
Q＝I22R1t＝（0.2A）2×20Ω×10s＝8J，故D正确。
故选：D。
二、填空题（每空1分，共12分）
11．【解答】解：图中排山倒海是将内能转化为机械能，内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，图中与内燃机做功冲程相似的气功动作是排山倒海；
“艾灸”时通过热传递的方式改变了穴位处的内能。
故答案为：排山倒海；热传递。
12．【解答】解：（1）水的沸点和大气压有关，大气压减小，水的沸点降低，因此把装有刚停止沸腾水的玻璃瓶倒放，在瓶底上放上一块冰块，会发现水又重新沸腾起来；
（2）通电导线附近的小磁针会发生偏转，这说明小磁针受到了磁场力的作用；断开电路时，小磁针恢复到原来的指向，这一现象说明通电导线周围存在着磁场。
故答案为：（1）降低；
（2）通电导线周围存在着磁场。
13．【解答】解：由图可知，R1、R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A2测量干路电流；
根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，
由I＝可知，R2两端的电压：U2＝I2R2＝0.3A×20Ω＝6V，
根据并联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U2＝6V，
由I＝可知，电阻R1的阻值：R1＝＝＝30Ω；
电阻R1的功率：P1＝UI1＝6V×0.2A＝1.2W。
故答案为：30；1.2。
14．【解答】解：“标准灯泡”L1，即灯的电阻不随温度的变化而变化；如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选用灯丝的电阻随温度变化的灯泡L2；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，要控制其它条件应相同，只改变灯的电压大小，故应选用L1。
故答案为：L2；L1。
15．【解答】解：（1）由电路图可知，电动机和LED可以独立工作，因此是并联；
（2）把开关断开，此时没有外部电源供电，则转动电动机，此时电动机相当于发电机，充当了电源的作用，而当顺时针转动电机，发现二极管发光，但逆时针转动电机，发现二极管不发光，说明晶体二极管具有单向导电性。
故答案为：并联；单向导电性。
16．【解答】解：（1）由P＝可知，在额定电压下，电阻大的额定功率小，即额定功率小的电阻大。
灯丝的材料都是钨丝，长度也差不多，因此电阻大的灯丝细，即额定功率是40W比额定功率是100W细，所以灯丝细的是额定功率是40W的，灯丝粗的是额定功率是100W的。
（2）串联时电流相同，根据P＝I2R，电阻大的电灯实际功率大，额定功率是40W的灯电阻大，额定功率是100W的灯电阻小，因此发光较亮的是额定功率为40W的。
故答案为：40W；40W。
三、实验与作图题（17题4分，18题6分，19题3分，20题4分，共17分）
17．【解答】解：当开关S转动至低挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热，根据P＝可知，电路电阻最大，则说明两电阻串联；
开关S转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热，根据P＝可知，电路电阻最小，则另一根电阻丝被短路。
由安全用电知识可知，开关接在火线和电阻丝之间，金属外壳接地线，如图所示：

18．【解答】解：磁体外部磁感线总是由N极指向S极，条形磁铁的右端为S极，左端为N极，故A点磁感线方向斜向左上；
小磁针静止时N极指向磁感线的方向，所以小磁针的右端为N极，如图所示：

19．【解答】解：
（1）测灯泡电阻实验的原理是：R＝；
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现灯泡始终不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联部分短路，即灯泡短路；
（3）灯泡正常发光时的电压为3.8V，电流表的示数为0.38A，
则灯泡的电阻R＝＝＝10Ω；
（4）①灯泡的额定电压为3.8V，闭合开关S1、S2接2，调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8V，灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接1，读出电压表示数U。
③由串联电路特点和欧姆定律可得通过灯泡的电流：
I＝IR＝I0＝＝，
灯泡额定功率：P＝U额I＝。
故答案为：（1）R＝；（2）灯泡短路；（3）0.38；10；（4）2；3.8；1；。
20．【解答】解：（1）探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”：控制电流和通电时间相同，根据A、B烧瓶温度计示数的变化判断电阻大小，温度计示数变越大；
（2）探究“水和煤油吸热能力强弱”时，要控制相同时间不同液体吸热相同，根据Q＝I2Rt，用B、C烧瓶比较，若通电时间相同，如果发现烧瓶中水升温慢，则说明水的吸热能力强。
（3）乙中右侧两电阻并联，根据并联电压的规律和欧姆定律可知，通过5欧姆电阻的电流为10欧姆定律电流（I）的2倍，即为2I，根据并联电路电流的规律，通过左侧容器内电阻的电流为3I，根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间不变的条件下，产生热量与电流的平方成正比，故左侧容器中电阻产生的热量是右侧容器中电阻产生的热量的9倍。
故答案为：（1）控制电流和通电时间相同，根据A、B烧瓶温度计示数的变化判断电阻大小；（2）C烧瓶中水升温慢；（3）9。
21．【解答】解：（1）钢是硬磁性材料，铁是软磁性材料。硬磁性材料磁化后不易退磁，软磁性材料磁化后很少保留磁性。因此用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，实验装置如图所示。
（2）图甲中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性变弱，能吸引更少的大头针，根据控制变量法可知，在线圈匝数一定时，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。
（3）图乙中，电磁铁A和B串联。闭合开关后，电磁铁A和B通过的电流相等，但电磁铁B比电磁铁A的线圈匝数多，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总比A能吸引更多的大头针，根据控制变量法，可得出的结论是在电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
故答案为：（1）铁钉；
（2）更少；电流大小；
（3）在电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
四、计算题（21题5分，22题6分，共11分）
22．【解答】解：（1）只闭合S时，电路为R1的简单电路，两开关都闭合时，两电阻并联，由并联电阻小于其中任一电阻，根据P＝可知两开关闭合时电路的功率大，为高温挡，只闭合S时为保温挡，故足浴器在额定电压下的保温功率为：
P保＝；
根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，处于加热状态时，R1的功率保持不变，因R1＝R2＝96.8Ω，处于加热状态时，R2的功率等于R1的功率，加热功率等于两电阻的功率之和，故足浴器在额定电压下的加热功率为：
P加热＝500W+500W＝1000W；
（2）由图知，足浴器将水加热到45℃，水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（45℃﹣20℃）＝4.2×105J；
不计热量损失，则Q吸＝W＝Pt，加热所用的时间：
t＝＝420s；
（3）实际加热功率为810W，根据P＝可知，在电阻不变的条件，电功率与电压的平方成正比，故此时家庭电路的实际电压是：
U实＝。
答：（1）足浴器在额定电压下的保温功率和加热功率分别为500W、1000W；
（2）额定电压下将足浴器中质量为4kg，初温为20℃的水，加热到到控制面板上显示的温度时，需要420s；
（3）此时家庭电路的实际电压是198V。
23．【解答】解析：（1）充电的电压为U＝350V，电流为I＝20A；时间t＝20min＝h；
消耗的电能W＝UIt＝350V×20A×h＝kW•h；
从图中看出已经充电10kW•h，费用是5元，说明电费价格是0.5元/kW•h；
则还需kW•h×0.5元/kW•h≈1.2元；
（2）ls消耗的电能W＝Pt＝48kW×1s＝48000W×1s＝48000J；
电动机工作的电流I＝＝160A，
ls电动机产生的热量Q＝I2Rt＝（160A）2×1Ω×1s＝25600J；
产生的机械功W'＝W﹣Q＝48000J﹣25600J＝22400J。
答：（1）若该车还要按照充电桩的数据继续充电20分钟才能充满，计算还需花费1.2元费用；（2）该车以最大功率行驶匀速ls，做了22400J机械功。