《2025年全优课堂九年级物理下册》

9. 定值电阻R₁的发热功率和电流的关系图象如图所示,定值电阻R₂=7 Ω,若把这两个电阻串联接入电路中,电阻R₁两端的电压U₁和电阻R₂两端的电压U₂之比为________,若把这两个电阻并联接入电路中,通过电阻R₁的电流I₁和通过电阻R₂的电流I₂之比为______。

答案： 9.10:7　7:10　提示：定值电阻的阻值不变，由题中图象可知当$I = 0.4A$时，$P = 1.6W$，则$R_{1}=\frac{P}{I^{2}}=\frac{1.6W}{(0.4A)^{2}}=10\Omega$；当两个电阻串联接入电路中时，通过两电阻的电流相等，根据$U = IR$可得：$U_{1}:U_{2}=R_{1}:R_{2}=10\Omega:7\Omega = 10:7$；当两个电阻并联接入电路中时，两电阻两端的电压相等，根据$I=\frac{U}{R}$可知，$I_{1}:I_{2}=R_{2}:R_{1}=7\Omega:10\Omega = 7:10$。

10. (限时5分钟)图1甲是测量标有“3.8 V”字样的小灯泡额定功率的电路图。

(1)连接电路时,开关应处于________状态,滑动变阻器的滑片应移到最____端。
(2)当电压表示数为3.8 V时,电流表的示数如图乙所示,是______ A,由此可得,小灯泡的额定功率为______ W。
(3)在实验中,小明把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成______。(填选项字母)
A. 电流表被烧坏
B. 电压表被烧坏
C. 小灯泡被烧坏
D. 小灯泡不亮
(4)小明和小红尝试用其他方法测另一小灯泡的额定功率,他们设计的电路如图2所示,请你把他们的实验步骤补充完整,并根据他们的实验数据计算出小灯泡额定功率的大小(电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5 V)。

①闭合开关S和S₂,滑片移动到最左端,选择电压表合适量程,读出电压表示数为4.5 V。
②闭合开关S和S₁,选择电压表的合适量程,移动滑片直到电压表示数为小灯泡额定电压2.5 V。
③保持滑片位置不变,闭合开关________,读出此时电压表示数为2.7 V,则可知小灯泡的额定功率是________ W。

答案： 10.
(1)断开 左
(2)0.3 1.14
(3)D
(4)$S$和$S_{2}$ 1.25 提示：
(1)连接电路时，开关应断开；滑动变阻器应调到阻值最大处，所以应将滑片移至最左端。
(2)由题图乙知，电流表的量程为$0\sim0.6A$，分度值为0.02A，所以示数为0.3A，则小灯泡的额定功率$P = UI = 3.8V\times0.3A = 1.14W$。
(3)把电流表与电压表的位置互换后，电压表串联在电路中，由于电阻很大，相当于断路，所以电流表无示数，灯泡不发光，故D项符合题意。
(4)闭合开关$S$和$S_{2}$，滑片移动到最左端，电压表测量电源电压，则电源电压为4.5V；当断开开关$S_{2}$，闭合开关$S$、$S_{1}$时，滑动变阻器与灯泡串联，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：$U = U_{L}+U_{R}$，即：$4.5V = 2.5V + IR\cdots\cdots$①；保持滑片位置不变，断开开关$S_{1}$、同时闭合开关$S$、$S_{2}$时，滑动变阻器与电阻$R_{0}$串联，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：$U = U_{0}+U_{R}'$，即：$U = U_{0}+I_{0}R$，所以，$4.5V = 2.7V+\frac{2.7V}{6\Omega}\times R\cdots\cdots$②，解①②可得，$R = 4\Omega$，$I = 0.5A$，则灯泡的额定功率$P = UI = 2.5V\times0.5A = 1.25W$。

11. (限时4分钟)如图所示,电源电压恒定不变,R₂的阻值为8 Ω,小灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,小灯泡电阻不随温度改变。若闭合S₁、S₂,断开S₃,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为3 V,则：
(1)小灯泡L的电阻为多大?
(2)电源电压为多少?
(3)R₁电阻为多大?
(4)若闭合S₁、S₃,断开S₂,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大,这个最大的功率等于多少?

答案： 11.解：
(1)由$P=\frac{U^{2}}{R}$可得，灯泡电阻$R_{L}=\frac{U_{额}^{2}}{P_{额}}=\frac{(6V)^{2}}{3W}=12\Omega$；
(2)闭合$S_{1}$、$S_{2}$，断开$S_{3}$，灯泡与定值电阻$R_{1}$串联，灯泡正常发光，所以电源电压$U = U_{1}+U_{额}=3V + 6V = 9V$；
(3)灯泡正常发光时，电路电流为$I=\frac{U_{额}}{R_{L}}=\frac{6V}{12\Omega}=0.5A$，所以$R_{1}$的阻值为$R_{1}=\frac{U_{1}}{I}=\frac{3V}{0.5A}=6\Omega$；
(4)闭合$S_{1}$、$S_{3}$，断开$S_{2}$，滑动变阻器$R$、定值电阻$R_{2}$和灯泡串联，电源电压不变，由$P=\frac{U^{2}}{R}$知，要使电路总功率最大，则需要电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路电阻为0，此时的电路电流为$I_{最大}=\frac{U}{R_{L}+R_{2}}=\frac{9V}{12\Omega + 8\Omega}=0.45A$，此时的电功率为$P_{最大}=UI_{最大}=9V\times0.45A = 4.05W$。