（2）要探究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的定值电阻的阻值，同时保持两端电压一定；然后根据串联电路分压的特点确定滑片移动的方向．

【解答】解：（1）保护电路，闭合开关前将滑动变阻器的滑片滑倒电阻最大位置即最右端；

（2）定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，根据串联电路分压的特点可知，定值电阻两端电压变大，因此需增大滑动变阻器两端电压，即增大滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向右移动，直到电压表的示数为2V，然后读出电流表的示数． 故答案为：右；滑片；右移动；电压表的示数为2V；电流表的示数．

18．如图所示在比较不同物质吸热能力的实验中，甲同学用两个相同的烧杯，装载质量、初温都相同的水和沙子，并用两个相同的酒精灯对其加热，较好地完成实验，请你结合他的实验过程填空．

（1）甲同学控制加热时间相同，通过比较水和沙子的 升高的温度 来比较他们的吸热能力． （2）加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水，这说明 水 吸热能力强；加热过程中需搅拌沙子，目的是 使沙子受热均匀

（3）甲同学想使用水和沙子的最后温度相同，就要给 水 加热更长时间，加热过程中水吸收的热量 大于 沙子吸收的热量（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

（4）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性通常用哪个物理量来描述？ 比热容 ．

【考点】探究比热容的实验． 【分析】（1）比较液体吸收量的快慢，可以通过比较升高相同温度所用时间长短或比较在相同时间内升高的温度进行比较； （2）根据Q吸=cm△t变形公式△t=

进行分析；

在加热过程中，为使沙子能够均匀受热，要不断进行搅拌；

（3）两个相同的酒精灯对其加热，加热时间多，放出的热量就多，相应受热物质吸收的热量就多；

（4）不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用比热容来描述． 【解答】解：

（1）比较沙子吸热升温或放热降温是否都比水快，如果加热方法完全相同，即单位时间物质吸收的热量相同，我们可以通过控制沙子和水质量相同，观察升高相同温度所用的时间来比较；也可以通过观察在相同的时间内升高的温度来比较； （2）由Q吸=cm△t得，△t=

，水和沙子的质量相同，吸收相同的热量，由于沙子的比

热容小于水的比热容，所以温度变化较大； 加热时搅拌沙子，目的是使沙子能够均匀受热；

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（3）在此实验中，如果要使水和沙子的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时水吸收的热量大于沙子吸收的热量；

（4）实验表明，水吸热的能力更强．通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用比热容这个物理量来描述． 故答案为：（1）升高的温度；（2）水；使沙子受热均匀；（3）水；大于；（4）比热容．

19．几个同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，阻值约为12Ω．如图1所示是小勇同学连接的实物电路．

（1）根据题目要求，把图中的电路补充完整．

（2）实验时，在正确连接电路时，滑动变阻器的滑片应移至 B 端．

（3）小明同学在检查电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，此时电压表示数4.5V、电流表示数为0，分析知，可能的故障是 灯泡断路 （选填变阻断路、灯泡断路或灯泡断路）．

（4）要使移动滑片P，分别记下多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图2所示的U﹣I图线．根据U﹣I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W． （5）小勇还记得电阻是导体的一种性质，同一小灯泡，电阻应相等，但从图线看阻值并不相等，你认为原因是 灯丝的电阻随温度的变化而变化 ． 【考点】电功率的测量． 【分析】（1）电压表要串联在小灯泡两端，滑动变阻器要一上一下连接；

（2）为了保护电路，在连接电路时应断开开关，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处； （3）电流表无示数，说明电路中有断路故障；电压表有示数，说明电压表与电源两极连通，电压表并联部分之外的电路是完好的，则故障为小灯泡断路； （4）由图2找出额定电压时的电流，由公式P=UI可求； （5）小灯泡灯丝温度变化大，电阻受温度影响变化也大． 【解答】解：（1）由小灯泡额定电压2.5V，选择电压表量程为0～3V，3V接线柱与小灯泡右侧相连，滑动变阻器要一上一下连接，C或D与开关相连，如图；

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（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，由1图可知滑片应滑到B端；

（3）闭合开关，发现灯泡不发光，电流表无示数，说明电路中有断路故障；电压表有示数为4.5V，说明电压表与电源两极连通，电压表两接线柱到电源两极间的各元件是完好的，则故障为小灯泡断路；

I=0.2A，P=UI=2.5V×0.2A=0.5w； （4）由图2所示的U﹣I图线．根据U﹣I图线提供的信息，

（5）由图象可知，灯泡的电流与电压不成正比，即灯丝的电阻是变化的，原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化． 故答案为：（1）如图；（2）B；（3）灯泡断路：（4）0.5；（5）灯丝的电阻随温度的变化而变化．

五、计算题（本大题2小题，共12分）

20．小罗家新买了一台电热水管，下表是该热水器的一些技术参数 FED﹣H50 220V 型号 额定电压 40kg 2000W 最大水量 额定功率 现将水箱中装满水，通电后正常工作30min，水温从20℃上升到40℃，在此过程中[c水=4.2×103J/（kg?℃）]；

（1）电热水器正常工作的电流； （2）电热水器所消耗的电能； （3）水所吸收的热量．

【考点】电功与热量的综合计算． 【分析】（1）电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；

（2）根据W=Pt求出电热水器所消耗的电能；

（3）水箱中装满水时水的质量和最大水量相等，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水所吸收的热量． 【解答】解：（1）由P=UI可得，电热水器正常工作的电流： I==

≈9.09A；

（2）由P=可得，电热水器所消耗的电能： W=Pt=2000W×30×60s=3.6×106J； （3）水所吸收的热量： Q吸=cm（t2﹣t1）

=4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（40℃﹣20℃） =3.36×106J． 答：（1）电热水器正常工作的电流约为9.09A； （2）电热水器所消耗的电能为3.6×106J； （3）水所吸收的热量为3.36×106J．

21．新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示．R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关．煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示．求：

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（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率； （2）电热丝R2的阻值；

（3）这30min内电饭锅产生的热量．

【考点】电功率的计算；欧姆定律的应用；焦耳定律的计算公式及其应用． 【分析】（1）S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；电路中电流最大，由乙图可知此时电流值，则利用P=UI求出功率；

（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值，根据并联电路的电流特点可知通过R2工作时的电流值，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值．

（3）利用P=UI求出只有R1工作时功率；由乙图可知：30min内两种情况下各自的工作时间，利用W=Pt分别求出两种情况下各自产生的热量，最后求其和即可．

【解答】解：（1）S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联；由乙图可知此时电流值Imax=3A，

则功率Pmax=UImax=220V×3A=660W；

（2）开关S1断开时，电路中只有R1工作，由乙图可知通过R1的电流值I1=2A， 则根据并联电路的电流特点可知：电阻R1与R2并联时；I2=Imax﹣I1=3A﹣2A=1A， 根据欧姆定律得：R2=

=

=220Ω．

（3）只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W； 由乙图可知：t′=10min+（20min﹣15min）=15min=900s， t″=（15min﹣10min）+（30min﹣20min）=15min=900s，

则Q′=W′=Pmaxt′=660W×900s=5.94×105J， Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J，

∴Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J． 答：（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率为660W； （2）电热丝R2的阻值为220Ω；

（3）这30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J．

六、综合能力题（本大题3小题，共18分）

22．电学课中，老师曾讲过“水果电池”，激发了某同学对苹果导电性能的探究：

（1）你认为苹果的导电性能可能与苹果的哪些因素有关？你的猜想是： 苹果的导电性能可能与苹果的大小有关

（2）下表是该同学用伏安法，在一定电压下研究苹果的形状、甜度和通过的电流的实验数据 苹果1 苹果2 苹果3 一般甜 较甜 很甜 100（μA） 200（μA） 300（μA） 完整 100（μA） 200（μA） 300（μA） 削了皮 100（μA） 200（μA） 300（μA） 切掉一部分 第19页（共22页）

根据上述表格信息，把能得出的探究结论写出两条填在横线上．

（1）结论一： 电压一定时，通过苹果的电流与苹果的甜度有关，越甜电流越大 ； （2）结论二： 电压一定时，通过苹果的电流与苹果形状无关 ． 【考点】电源及其能量转化． 【分析】（1）根据经验和已有知识，对苹果的导电性能与苹果的哪些因素有关提出自己的猜想；

（2）根据表格，利用控制变量的方法分析在一定电压下，研究苹果的形状、甜度和通过的电流的关系． 【解答】解：（1）可以根据自己的经验提出：苹果的导电性能可能与苹果的大小、形状、酸甜程度、是否成熟、品种等有关；

（2）从表格中可以得出，在电压一定时，通过苹果的电流与苹果的甜度有关，而与苹果的形状无关． 故本题答案为：（1）苹果的导电性能可能与苹果的大小有关；

（2）电压一定时，通过苹果的电流与苹果的甜度有关，越甜电流越大； 电压一定时，通过苹果的电流与苹果形状有关．

23．热点站是既能发电，又能供热的装置，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分．某校的物理兴趣小组对某加热电站进行调查，获取信息如下： 工作时间 燃煤 发电总功率 废气 20h 4000t 5×105kW ××热电站 向周边居民供热3.6×1013J （1）4000t煤完全燃烧放出 1.2×1014 J的热量（q煤=3×107J/kg）． （2）该热电站20h发电 1×107 千瓦时． （3）该热电站的能量利用率是 60 %．

（4）请你结合以上信息，写出提高热电站能量利用率的方法． ①使燃料燃烧更充分；②提高“废气”的能量利用率等 ． 【考点】燃料的热值；能量利用效率． 【分析】（1）已知煤的热值和质量，根据Q=mq求出完全燃烧放出的热量； （2）已知发电总功率和工作的时间，根据W=Pt求出所发的电量；

（3）发出的电能和供热能量之和与消耗煤释放的能量之比即为该热电站的能量利用率； （4）在当今资源较为紧缺的社会，能源的再利用，进而提高能源的利用率是节能的重点． 【解答】解：

（1）4000t煤完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=4000×103kg×3×107J/kg=1.2×1014J； （2）由P=得20h所发的电能：

W电=Pt=5×105kW×20h=107kW?h=3.6×1013J；

（3）W=W电+W′=3.6×1013J+3.6×1013J=7.2×1013J， 热电站的能量利用率：η=

=

×100%=60%；

（4）提高热电站能量利用率的方法：①使燃料燃烧更充分②提高“废气”的能量利用率． 故答案为：（1）1.2×1014；（2）1×107；（3）60；（4）①使燃料燃烧更充分；②提高“废气”的能量利用率等．

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