天津市南开区2019-2020九年级物理上学期期末试题（附解析）

1 天津市南开区 2019-2020 学年九年级物理上学期期末考试试题 一、单项选择题 1.关于热学知识，下列描述正确的是 A. 一根铁棒很难被拉断，说明铁分子之间只存在引力 B. 甲物体把热量传递给了乙物体，说明甲物体内能大 C. 因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂 D. 将一滴红墨水分别滴入温度不同的清水中，两杯水扩散的一样快 【答案】C 【解析】 【详解】A．一根铁棒很难被拉断，是因为分子间的距离大于平衡距离，引力大于斥力，分子间表现为较大 的引力，A 错误； B．热传递的过程是热量从高温物体传递给低温的物体，甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的温度 比乙物体的高，B 错误； C．因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以水比较 适合做冷却剂，C 正确； D．扩散的快慢跟温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快，因此滴入热水中的墨水比滴入冷水中 的墨水扩散的快，D 错误。 2.下列关于电学的说法正确的是 A. 电扇使用一段时间，扇叶容易沾上灰尘，是因为扇叶转动过程摩擦起电吸引灰尘 B. 在电路中的电源外部，电流总是从电源负极流向电源正极 C. 两个轻小物体相互吸引，说明彼此一定带异种电荷 D. 铜的电阻一定比铁的电阻小 【答案】A 【解析】 【分析】 带电体具有吸引轻小物体物体的性质；在电路中的电源外部，电流总是从电源正极流向电源负极；两个轻 小物体相互吸引，有可能是带异种电荷，也有可能是一个带电，另外一个是轻小物体；电阻大小的影响因 素有材料、长度、横截面积、温度。 【详解】A．扇叶转动过程由于摩擦带上了电荷，具有吸引轻小物体物体的性质，所以扇叶容易沾上灰尘，2 A 正确； B．在电路中的电源外部，电流总是从电源正极流向电源负极，B 错误； C．两个轻小物体相互吸引，有可能是带异种电荷，也有可能是一个带电，另外一个是轻小物体，C 错误； D．电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度，所以铜的电阻不一定比铁的电阻小，D 错误。 3.如图是一把既能吹冷风又能吹热风的吹风机简化电路图，其中 M 是电动机，R 是电热丝，由电路图可知 A. M 和 R 是串联在电路中的 B. 开关 S2 可以控制整个电路 C. 只将开关 S1 闭合，吹出的是热风 D. 将 S1 和 S2 都闭合，吹出的是热风 【答案】D 【解析】 【详解】A．M 和 R 是并联在电路中的，A 错误； B．开关 S2 在支路上，只能控制一条支路，B 错误； C．只将开关 S1 闭合，电路中只有电动机工作，加热丝不工作，所以吹出的是冷风，C 错误； D．将 S1 和 S2 都闭合，电路中电动机、加热丝都正常工作，所以吹出的是热风，D 正确。 4.小红设计了一个自动测高仪，画出了四个电路图，如图所示，R 是定值电阻，R'是滑动变阻器。其中能够 实现身高越高，电压表示数越小的电路是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】3 【分析】 考查动态电路 【详解】A．由电路图可知：滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器电压，身高越高，滑动变 阻器阻值越大，电路中的电流就越小，根据 可知定值电阻两端的电压减小，电源电压不变，根据串 联电路电压特点可知滑动变阻器两端电压为电源电压和定值电阻两端电压之差，所以滑动变阻器电压增大， A 不符合题意； B．由电路图可知：电压表串联在电路中，电路无电流通过，电压表示数为电源电压，不变化，B 不符合题 意； C．由电路图可知：电压表测量的为电源电压，示数不变，C 不符合题意； D．由电路图可知：滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值点电压，身高越高，滑动变阻器阻值越大， 电路中的电流就越小，根据 可知定值电阻两端的电压减小，D 符合题意。 5.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关 S1、S2 同时闭合后与闭合前相比，电路中 A. 电压表 V 的示数不变 B. 电流表 A 的示数变大 C. 电压表 V 示数与电流表 A 示数的乘积变大 D. 电压表 V 示数与电流表 A 示数的比值不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由电路图可知：当开关 S1、S2 闭合前，电路为 R1 的简单电路，电压表 V 测量电源电压，两个电 流表都测量通过 R1 的电流；当开关 S1、S2 闭合后，R1 与 R2 并联，电流表 A 测干路电流，电流表 A1 测 R1 支 路电流，电压变表测量电源电压，因此当开关 S1、S2 同时闭合后与闭合前相比，电压表 V 示数不变，故 A 错误； B．并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表 A 示数变大，故 B 错误； CD．电压表 V 示数不变，电流表 A 示数变大，所以电压压表 V 示数与电流表 A 示数 乘积变大，电压表 V 示数与电流表 A 示数的比值变小，故 C 正确，D 错误。 的 U IR= U IR=4 6.如图所示是“探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关"的实验装置。下列关于此实验的一 些描述，正确的是 A. 在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 B. 在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 C. 在甲图中，闭合开关一段时间后 a 容器连接的 U 型管液面高度差更明显 D. 乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少 【答案】A 【解析】 【详解】A. 在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关 系，故 A 正确； B. 在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故 B 错误； C. 在甲图中，a 容器中的阻值小于 b 容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间 后 a 容器内产生的热量小于 b 容器内，因此 b 容器内连接的 U 型管液面高度差更明显，故 C 错误； D. 在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，电流越大，容器内空气吸 收热量越多，故 D 错误。 7.有阻值分别为 10Ω、15Ω 的两根电阻丝 R1、R2，把它们按如图所示的连接方式连接成电路，先后接入同 一电源，则在相等时间内放出热量最少的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 在5 【详解】根据串并联电路中电阻特点可知串联电路中电阻等与各电阻之和，且大于其中任何一个电阻；并 联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，并联电路中总电阻小于其中任何一个电阻，因此得出 R 串＞R1＞R2＞R 并 在纯电阻电路中，电阻放出的热量等于电功，因此 Q=W= 接入同一电源中电压相同，因此 Q 串＜Q1＜Q2＜Q 并 因此在相等时间内放出热量最少的串联电路，故选 C。 8.有关生活用电知识，下列说法正确的是 A. 正常情况下火线与大地间的电压为零 B. 家里的空气开关“跳闸”了是电路发生了短路 C. 电器设备失火时，先断开电源再灭火 D. 使用测电笔时，手不能接触笔尾的金属体 【答案】C 【解析】 【详解】A．正常情况下火线与大地间的电压为 220V，故 A 错误； B．家里的空气开关跳闸的原因一般有两个，短路和超负荷运行，故 B 错误； C．电器设备失火时，先断开电源再灭火，故 C 正确； D．使用测电笔时，一定要用手接触笔尾的金属体，不能用手接触测电笔前段的金属探头，故 D 错误。 9.有一小磁针静止在通电螺线管上方，如图所示，则通电螺线管 A. 左侧为 N 极，a 端为正极 B. 左侧为 N 极，b 端为正极 C. 左侧为 S 极，a 端为正极 D. 左侧为 S 极，b 端为正极 2U tR6 【答案】B 【解析】 【详解】根据螺线管的 N、S 极指向可知螺线管左端为 N 极，再螺线管线圈绕向，利用安培定则可以确定电 流是从螺线管的右端流入左端流出，由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极，所以可以 确定电源的 b 端为正极，a 端为负极，故选 B。 10.如图所示，当闭合开关 S1、断开开关 S2 时，整个电路消耗的电功率为 36W；闭合开关 S2、断开开关 S1 时， 整个电路消耗的电功率为 18W，那么 S1、S2 都闭合时，整个电路消耗的电功率为 A. 54W B. 27W C. 12W D. 6W 【答案】A 【解析】 【详解】由电路图可知电阻 R1、R2 并联， S1、S2 都闭合时，整个电路消耗的电功率为两电阻功率之和，所 以 P 总=36W+18W=54W 故选 A。 二、多项选择题 11.下列说法中不正确的是 A. 下滑时通过做功增加了物体内能 B. 此为压缩冲程，内能转化机械能7 C. 电饭煲利用电流的热效应 D. 小蒸汽轮机利用机械能转化成内能来工作 【答案】BD 【解析】 【详解】A．人下滑时，克服摩擦力做功，使得内能增加，温度升高，是通过做功增加了物体内能，A 正确， 不符合题意； B．图中活塞向上运动，排气门打开，此为排气冲程，B 错误，符合题意； C．电饭煲利用电流的热效应，C 正确，不符合题意； D．小蒸汽轮机利用蒸汽做功，内能转化为机械能，D 错误，符合题意。 12.关于下列四幅图，说法正确的是 A. 图甲中条形磁铁静止时 A 端总是指向北方，说明 A 端是条形磁铁的南极 B. 图乙是发电机的原理图 C. 图丙说明了电流周围有磁场 D. 图丁研究的是磁场对电流的作用 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．地磁的南极在地理的北极附近，图甲中条形磁铁静止时 A 端总是指向北方，说明 A 端是条形磁 铁的北极，A 错误； B．图乙是电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理，B 正确；8 C．图丙是奥斯特实验装置，说明通电导线周围存在磁场，说明了电流周围有磁场，C 正确； D．图丁装置有电源，是通电导体在磁场中受力的实验，研究的是磁场对电流的作用，D 正确。 13.如图甲所示，电源电压恒定，R1 为定值电阻，R2 为滑动变阻器。移动滑片 P，ab 两端电压 U 和通过 电 流 I 之间的关系图象如图乙所示。则下列说法中正确的是 A. 电源电压为 10V B. R1 的阻值为 5Ω C. 闭合开关后，电路消耗的最大功率为 45W D. R1 消耗的最小功率是 5W 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．由图甲可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压变测量R2 两端电压，电流变测量电路中电流； 当滑动变阻器接入电路中电阻为 0 时，电路中电流最大，由图乙可知此时电流 I1=3A，由欧姆定律 可 得电源电压 ① 当滑动变阻接入电路总阻值最大时，此时电流最小，由图乙可知此时电流 I2=1A，滑动变阻器电压 U2=10V， 串联电路中总电压等于各分压之后，可得电源电压 ② 由①②可得 ，电源电压 U=15V，故 A 错误，B 正确； C．闭合开关后，电路中最大电流 I1=3A，可知电路消耗的最大功率 P=UI=15V 3A=45W 故 C 正确； D．电路中小电流 I２=１A，因此 R1 消耗的最小功率 的 UI R = 1 1 13AU I R R= = 2 1 2 11A 10VU I R U R= + = × + 1 5ΩR = × ( )22 1 2 2 1A 5Ω 5WP I R= = × =9 故 D 正确 三、填空题 14.吸烟者“吞云吐雾”时会波及周围人群，这是由于分子_________运动造成的（在公共场合不能吸烟）； 一定量的水和酒精混合后总体积变小，是由于__________。 【答案】 (1). 无规则的热运动 (2). 分子间存在间隙 【解析】 【详解】[1]吸烟者“吞云吐雾”时会波及周围人群，这是由于分子无规则的热运动造成的； [2] 分子间存在间隙，所以一定量的水和酒精混合后总体积变小。 15.如图所示，是甲、乙两导体电流与电压的关系图象，根据图象可知 R 甲_______R 乙（选填“大于”或“小 于”），若将甲和乙串联接在电路中，则通过它们的电压之比U 甲∶U 乙=_______. 【答案】 (1). 小于 (2). 1:2 【解析】 【详解】[1]由图像可知 U 甲=U 乙=2V 时，I 甲=0.2A，I 乙=0.1A，由欧姆定律 可得甲乙的电阻分为 所以 R 甲小于 R 乙 [2] 将甲和乙串联接在电路中，则通过它们的电压之比 U 甲∶U 乙=R 甲∶R 乙=1：2 16.把标有“220V100W"的 L1 和标有“220V40W"字样的 L2 两个灯泡串联接在 220V 的电路中，此时_____；把 两灯并联接在 220V 的电路中，此时______。（注意：两空均选填“L1 较亮”、“L2 较亮”或“一样亮"） 【答案】 (1). L2 较亮 (2). L1 较亮 【解析】 。 UI R = 2V 10Ω0.2A UR I = = =甲 甲 甲 2V 20Ω0.1A UR I = = =乙 乙 乙10 【详解】[1]标有“220V100W"的 L1 和标有“220V40W"字样的 L2，则灯泡额定电压 220V，根据 知 因此 R1 小于 R2，当把两个灯泡串联接在 220V 的电路中，电流相等根据公式 可知 R 越大，功率越大， 小灯泡越亮，故 L2 较亮； [2] 当把两个灯泡并联接在 220V 的电路中，两灯泡均正常发光，L1 的功率比较大，故 L1 较亮。 17.课外实践活动中，小青仔细观察了家中的电能表，表盘信息如图所示，电能表的示数为_______。若一 段时间内指示灯闪烁了 320 次，则用电器消耗的电能为_______J。 【答案】 (1). 3512.0kW·h (2). 3.6×105 【解析】 【详解】[1] 电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表;电能表的示数最后一位小数，单位是 kW·h， 由图可以读出此时电能表示数为 3512.0kW·h； [2] 一段时间内指示灯闪烁了 320 次，所以消耗的电能为 =0.1 kW·h =3.6×105J 18.如图所示，是一个家庭电路中常用的五孔插座，试电笔插入_______孔（填字母即可）时，试电笔的氖 管会发光。小黄同学家的灯不亮了，保险丝和灯泡都完好，他用试电笔检查时发现试电笔的氖管仍能发光， 发生此故障的原因是________（选填“火线”或“零线"）有断路。 2UR P = ( )22 1 1 1 220V 484Ω100W UR P = = = ( )22 2 2 2 220V 1210Ω40W UR P = = = 2P I R= 320 kW h3200W = ⋅11 【答案】 (1). B 或 D (2). 零线断路 【解析】 【详解】[1]插座接入电路时，通常是左孔接零线，右孔接火线，所以插入 B 或 D 孔时，试电笔的氖管会发 光； [2] 保险丝和灯泡都完好，用试电笔检查时发现试电笔的氖管仍能发光，说明零线断路了。 19.小红去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当她站在电梯上时又快了起来，小红根据所学的知识，画 出如图所示的电路（R 是一个压敏电阻）。小红分析：当人站在电梯上时，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁 的磁性变________，衔铁与触点________（选填“1”或“2”）接触，电动机带动电梯转动变快。 【答案】 (1). 强 (2). 2 【解析】 【详解】[1] 当人站在电梯上时，压敏电阻的阻值减小，线圈中的电流增大，电磁铁的磁性变强； [2] 电磁铁具有磁性，能够吸引衔铁与触点 2 接触。 四、综合题 20.某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据。用此电热水壶加热水，壶中装入 2kg 水，将这部分水 从 20℃加热到 100℃，在额定电压下需用时间为 1000s。请计算： （1）水吸收的热量是多少?[已知水的比热容为 c=4.2×103J/（kg·℃）]12 （2）该电热水壶加热时的效率是多大? 【答案】(1) J;(2)84% 【解析】 【详解】(1)水吸收的热量为 = J (2)加热时功率为 P=800W 消耗的电能为 J 答：(1) 水吸收的热量是 J；(2) 该电热水壶加热时的效率是 84%。 21.下图是家庭电路的一部分。电能表的电流规格是“10（40）A"，L 是“220V22W”的节能灯，插座上接入 “220V220W”的电视机（图中未画出）。灯和电视机同时工作，求： （1）通过电能表的电流? （2）连续工作 4h 消耗的电能是多少度? （3）该电路中还能接入的用电器的最大功率是多少? 【答案】(1) 1.1A；(2) 0.968 ；(3) 8558W。 【解析】 【详解】(1)由题意可得电路消耗的总功率 P 总=P2+P 电视机=22W+220W=242W 由 P=UI 得 (2) 连续工作 4h 消耗的电能为 W=P 总 t=0.242kW×4h=0.968 56.72 10× ( )1 0Q cm t t= − ( )3 54.2 10 J / kg 2kg 80 6.72 10× ⋅ × × = ×℃ ℃ 5800W 1000s 8 10W Pt= = × = × 5 5 6.72 10 J100% 84%8 10 J Q W η ×= × = =× 56.72 10× kW h⋅ 242W 1.1A220V PI U = = = W hk ⋅13 (3)有电能表的规格可知正常工作的最大电流为 Imax=0.4A，所以电路中允许的最大功率 Pmax=UImax=220V×0.4A=8800W 所以还能接入的用电器的最大功率 答：(1) 通过电能表 电流 1.1A；(2) 连续工作 4h 消耗的电能为 0.968 ；(3) 该电路中还能接入的 用电器的最大功率 8558W。 22.如图甲所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 （1）电路中滑动变阻器除了起到保护电路的作用，还可以______，从而改变电磁铁的磁性强弱： （2）保持滑动变阻器滑片位置不变，通过观察甲图的实验现象，可得出的实验结论是：________。 （3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________。 （4）实际生产和生活中，电磁铁的应用十分广泛。如图乙磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁，环形底座内 有一金属线圈，通电后相当于电磁铁。将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬 浮位置向下运动，此时金属线圈中的电流__________（选填“增大”或“减小”），磁性增强，金属线圈对 球体的作用力_______（选填“大于”或“小于”）球体重力，球体到达最低点向上运动返回原悬浮位置。 【答案】 (1). 改变电路中的电流大小 (2). 在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 (3). 由于大头针被磁化，同一端磁性相同，同名磁极相互排斥，所以大头针下端分散 (4). 增大 (5). 大于 【解析】 【详解】(1)[1]电路中滑动变阻器除了起到保护电路的作用，还可以改变电路中电流的大小，从而改变电 磁铁的磁性强弱； (2)[2] 保持滑动变阻器滑片位置不变，串联电路中电流处处相等，线圈匝数不同，通过观察甲图的实验现 象，可得出的实验结论：在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁磁性越强； (3)[3]由于大头针被磁化，同一端磁性相同，同名磁极相互排斥，所以大头针下端分散； (4)[4] 磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬浮位置向下运动，由于通电线圈的 磁性增强，所以可判断此时金属线圈中的电流增大，通电线圈的磁性会增强。 的 8800W 242W 8558WmaxP P P= − = − =′ 总 W hk ⋅14 (4)[5] 金属线圈对球体的作用力大于球体重力，球体到达最低点后向上运动返回原悬浮位置。由于球体具 有惯性，球体越过原悬浮位置向上运动，此时金属线圈中的电流减小，磁性减弱，球体速度越来越小，到 达最高点后向下运动，并再次回到原悬浮位置。 23.某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电阻，除了小灯泡（额定电压为 2.5V），其他器材还有：电 流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、开关、三节干电池、滑动变阻器、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将甲图中实物电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片向右移时加在灯泡两端的 电压变大）。 （ ） （2）根据实验中需要测量的物理量，请在下面方框内画出实验设计的表格。 （ ） （3）根据乙图中 U-I 图象提供的信息，当加在小灯泡两端的电压为 2.5V 时，小灯泡的电阻为____Ω。描 点后得到的图象不是一条直线而是一条曲线的原因是_________。 【答案】 (1). (2). 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 215 3 (3). 10Ω (4). 灯泡电阻受温度的影响会发生变化 【解析】 【详解】(1)[1]如图所示： (2)[2] 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 2 3 (3)[3]由图中可知小灯泡两端的电压为 2.5V 时，电流为 0.25A，根据欧姆定律 可得 (3)[4]灯泡电阻受温度的影响会发生变化。 24.小明家里用的电热水器铭牌上标有“220V 5**W"的字样，其中额定功率值“5”后面两位数字模糊不清， 他想设计一个实验测出电热水器的额定电功率。学校实验室中准备的器材有：两节干电池，一只滑动变阻 器，三个开关，导线若干。另外还有可供选择的以下器材： A.电流表 A1（量程：0~0.6A，0~3A） B.电压表 V1（量程：0~3V，0~15V） C.定值电阻 R1（阻值为 1Ω） D.定值电阻 R2（阻值为 100Ω） E.定值电阻 R3（阻值为 1000Ω） 若电热水器的电阻 Rx 保持不变，小明打算利用实验室中的以上器材，设计实验，测量出电热水器的额定功 率值。 UI R = 2.5V 10Ω0.25A UR I = = =16 （一）小明认真思考后，发现不能用“伏安法”来测电热水器的额定功率。他和同学讨论后，发现可以用 所学的电学知识进行较准确的测量，这时应选择的实验器材是：两节干电池、一只滑动变阻器、三个开关、 导线若干和_________（选填上述“可供选择”的器材前面字母序号即可）； （二）请在虚线框中画出此时的实验电路图（要求：电路不可重组），写出实验步骤及额定电功率的表达式 （已知 U0=220V）。 （1）实验电路图： （ ） （2）实验步骤： （ ） （3）小灯泡额定电功率的表达式：Px=_______________。 【答案】 (1). B、D (2). (3). 实验步骤如下： ①按如图所示连接电路图，滑动变阻器滑片移动的阻值阻值最大处；②闭合开关 S、S2，调节滑动变阻器， 使定值电阻 R1 两端的电压表示数为 U1，此时电路中电流为 I= ③保持滑动变阻器滑片不变，断开开关 S2，闭合开关 S、S1，记录此时电压表示数为 U，此时电热器两端的 电压 Ux=U-U1，那么根据欧姆定律可得 Rx= (4). 【解析】 【详解】[1]由公式 可得热水器电阻 1 1 U R 1 1 1 1 1 1 U U U U RU U R − −= ⋅ ( ) 2 0 1 1 0 U U U U R ⋅ − ⋅ 2UP R =17 由题意可知热水器的功率范围为 500W—599W，因此其电阻最大值为 故该热水器的电阻范围为 80.8Ω—96.8Ω，约为 100Ω，接在 3V 电压下，电流约为 电流太小，不能使用电流表精确测出电流大小，所以选择电压表，又因为灯泡电阻约 100Ω， 所以定值电阻选择 100Ω 的规格，即选 B、D； (1)[2]电路图如图所示： (2)[3]实验步骤如下： ①按如图所示连接电路图，滑动变阻器滑片移动的阻值阻值最大处；②闭合开关 S、S2，调节滑动变阻器， 使定值电阻 R1 两端的电压表示数为 U1，此时电路中电流为 I= ③保持滑动变阻器滑片不变，断开开关 S2，闭合开关 S、S1，记录此时电压表示数为 U，此时电热器两端的 电压 Ux=U-U1，那么根据欧姆定律可得 Rx= (2)[4]已知电热器的额定电压为 U0=220V，因此 25.小红家有一个电热水壶，其内部电热丝 R 标有“U0 P0”字样。小红想将电热水壶改装成加热、保温两 2 x UR P = ( )22 220V 96.8Ω500Wmax UR P = = = ( )22 220V 80.8Ω599Wmin UR P = = ≈ 3V 0.03A100Ω UI R = = = 1 1 U R 1 1 1 1 1 1 U U U U RU U R − −= ⋅ ( ) 2 2 2 0 0 0 1 1 1 0 1 1 x x U U U UP U UR U U RRU ⋅= = =− − ⋅⋅18 挡，其加热功率为 P0，保温功率为 P1。小红设计了以下两种方案，如图所示，图中 R 是电热水壶原来的电 热丝，R 定是定值电阻，R'表示电热丝，虛线框内为电热水壶内部电路。（已知电源电压为家庭电路电压保持 不变） 请你帮助小红完成： （1）回答两种方案中哪种设计更好，且说明理由。 （2）计算出最好的那个方案中增加的定值电阻或电热丝的阻值为多少?. 【答案】(1)第二种方案较好，第一种方案低温时定值电阻会消耗电能，产生的热量不能给电热水壶中的水 加热；(2) 【解析】 【详解】(1)第二种方案较好，第一种方案低温时定值电阻会消耗电能，产生的热量不能给电热水壶中的水 加热。 (2) 内部电热丝 R 标有“U0 P0”可知电热丝电阻 保温时两个电热丝串联，此时功率为 P1，则此时总电阻为 又因为是串联电路，所以串联的电热丝的阻值为 答：(1)第二种方案较好，第一种方案低温时定值电阻会消耗电能，产生的热量不能给电热水壶中的水加热； (2) 2 2 0 0 1 0 U U P P − 2 0 0 UR P = 2 0 1 UR P =总 2 2 0 0 1 0 U UR R R P P = − = −串 总 2 2 0 0 1 0 U U P P −