《2025年星推荐涂教材九年级物理下册人教版》

11（2023·重庆中考）如图所示的电路，电源电压恒为6V，白炽灯泡L₁标有“5V 0.25A”，白炽灯泡L₂标有“6V 3W”，R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响，只闭合开关S₁时，灯泡______更亮；只闭合开关S₂时，R的功率为______W。

答案： 11.$L_{1}$ 0.4
解析:忽略温度对灯丝电阻的影响,根据$R = \frac{U}{I}$可知,$L_{1}$的电阻$R_{1}=\frac{U_{1}}{I_{1}}=\frac{5\ V}{0.25\ A}=20\ \Omega$,根据$P = \frac{U^{2}}{R}$可知,$L_{2}$的电阻$R_{2}=\frac{U_{2}^{2}}{P_{2}}=\frac{(6\ V)^{2}}{3\ W}=12\ \Omega$;只闭合$S_{1}$时,两灯泡串联,串联电路的电流处处相等,且$R_{1}＞R_{2}$,根据$P = I^{2}R$可知,$L_{1}$的实际功率大,故灯泡$L_{1}$更亮;只闭合开关$S_{2}$时,$L_{1}$和$R$串联,则电路中的电流为:$I=\frac{U}{R_{1}+R}=\frac{6\ V}{20\ \Omega + 10\ \Omega}=0.2\ A$,故$R$的功率为:$P = I^{2}R=(0.2\ A)^{2}\times10\ \Omega = 0.4\ W$。

12在如图所示的电路中，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，定值电阻R₀ = 16Ω，滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S₁，滑动滑片P，使变阻器电阻RₐP = 1/5R，此时电压表示数为10V。若电源电压不变，不计灯丝电阻随温度的变化，求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）电源电压；
（3）只闭合S₂，在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，电路消耗的总功率范围。

答案： 12.
(1)$12\ \Omega$
(2)$18\ V$
(3)$4.5～9\ W$
解析:
(1)由$P = \frac{U^{2}}{R}$可知,小灯泡的电阻$R_{L}=\frac{U_{L}^{2}}{P_{L}}=\frac{(6\ V)^{2}}{3\ W}=12\ \Omega$。
(2)只闭合$S_{1}$,电阻$R_{0}$与$R$串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路电流,滑动滑片$P$,使变阻器电阻$R_{aP}=\frac{1}{5}R=\frac{1}{5}\times100\ \Omega = 20\ \Omega$,此时电压表示数为$10\ V$,电路中的电流$I = \frac{U_{aP}}{R_{aP}}=\frac{10\ V}{20\ \Omega}=0.5\ A$,定值电阻$R_{0}=16\ \Omega$,故电源电压$U = IR_{总}=0.5\ A\times(20\ \Omega + 16\ \Omega)=18\ V$。
(3)只闭合$S_{2}$,灯泡$L$与$R$串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路电流。当灯泡两端电压为额定电压时,其两端电压为$6\ V$,故滑动变阻器两端电压$U_{滑}=18\ V - 6\ V = 12\ V$,此时滑动变阻器接入电路的最小阻值$R_{滑min}=\frac{12\ V}{\frac{6\ V}{12\ \Omega}}=24\ \Omega$,此时电路中的电流$I'=\frac{U}{R_{总}}=\frac{18\ V}{12\ \Omega + 24\ \Omega}=0.5\ A＜0.6\ A$,符合题意;当电压表示数最大为$15\ V$时,电路中滑动变阻器接入电路的最大阻值$R_{滑max}=\frac{15\ V}{\frac{3\ V}{12\ \Omega}}=60\ \Omega$,故滑动变阻器接入电路的阻值范围$24\ \Omega\leq R_{滑}\leq60\ \Omega$,根据$P = \frac{U^{2}}{R}$可知,电路电功率变化的范围:$\frac{(18\ V)^{2}}{12\ \Omega + 60\ \Omega}\leq P\leq\frac{(18\ V)^{2}}{12\ \Omega + 24\ \Omega}$,即$4.5\ W\leq P\leq9\ W$。

13（2023·广东中考）如图甲所示是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V，R₁和R₂为发热电阻丝。只闭合S₁时低温挡工作，S₁、S₂都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R₁ = 4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化。求：
（1）通过R₁的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R₂的电阻值。

答案： 13.
(1)$1.5\ A$
(2)$9\ W$
(3)$12\ \Omega$
解析:
(1)电源电压恒为$6\ V$,$R_{1}=4\ \Omega$,则通过$R_{1}$的电流为:$I_{1}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{6\ V}{4\ \Omega}=1.5\ A$。
(2)只闭合$S_{1}$时低温挡工作,此时电路为只有$R_{1}$的简单电路,则低温挡的功率为:$P_{低}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(6\ V)^{2}}{4\ \Omega}=9\ W$。
(3)高温挡和低温挡的功率比为$4:3$,则高温挡功率为:$P_{高}=\frac{4}{3}P_{低}=\frac{4}{3}\times9\ W = 12\ W$,$S_{1}$、$S_{2}$都闭合时为高温挡,此时$R_{1}$、$R_{2}$并联,因$R_{1}$两端的电压不变,电阻不变,所以功率不变,故$R_{2}$的功率为:$P_{2}=P_{高}-P_{低}=12\ W - 9\ W = 3\ W$,则$R_{2}$的电阻值为:$R_{2}=\frac{U^{2}}{P_{2}}=\frac{(6\ V)^{2}}{3\ W}=12\ \Omega$。