《2025年名师测控九年级物理下册人教版山西专版》

5. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关 S，向左移动滑动变阻器的滑片 P 时，电压表的示数将______；若移动过程中，电压表的示数变化范围为$3～6\ V$，电流表示数变化了$0.3\ A$，则电阻$R_2$电功率的变化范围是__________。

答案： 变大 $0.9～3.6 \mathrm{W}$

6. 如图所示，电源电压恒为$4.5\ V$，灯泡 L 标有“$2.5\ V\ \ 1.25\ W$”的字样(忽略灯丝电阻变化)，滑动变阻器规格为“$20\ \Omega\ \ 1\ A$”，电流表量程为“$0～0.6\ A$”，电压表量程为“$0～3\ V$”，闭合开关 S，在不损坏电路元件的情况下，电路消耗的电功率的范围为________________，灯泡 L 消耗的电功率的范围为________________。

答案： $1.35～2.25 \mathrm{W} $ $0.45～1.25 \mathrm{W} $

7. 如图所示，已知电源电压为$16\ V$，$R_2$上标有“$100\ \Omega\ \ 3\ A$”的字样，灯泡上标有“$12\ V\ \ 3\ W$”的字样，电流表$A_1$的量程为$0～3\ A$，电流表 A 的量程为$0～3\ A$。
(1)求灯泡正常工作时的电阻。
(2)当闭合 S，断开$S_1$、$S_2$时，灯泡正常工作，求$R_1$的电阻。
(3)当$S、S_1、S_2$都闭合时，$R_1$的电阻不变，调节滑动变阻器$R_2$，求$R_2$的电功率变化范围。

答案： 解：
(1)由$P = UI$可得,灯泡正常工作时的电流：$I_{L}=\frac{P_{L}}{U_{L}}=\frac{3\mathrm{W}}{12\mathrm{V}}=0.25\mathrm{A}$,由$I=\frac{U}{R}$可得，灯泡正常工作时的电阻：$R_{L}=\frac{U_{L}}{I_{L}}=\frac{12\mathrm{V}}{0.25\mathrm{A}}=48\Omega$；
(2)由电路图知，当闭合开关S，断开$S_{1}$、$S_{2}$时，L与$R_{1}$串联，灯泡正常工作，由串联电路电流特点可知，$I_{1}=I_{L}=0.25\mathrm{A}$，因串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，所以$R_{1}$两端的电压：$U_{1}=U - U_{L}=16\mathrm{V}-12\mathrm{V}=4\mathrm{V}$，由欧姆定律可得，$R_{1}$的电阻：$R_{1}=\frac{U_{1}}{I_{1}}=\frac{4\mathrm{V}}{0.25\mathrm{A}}=16\Omega$；当$S$、$S_{1}$、$S_{2}$闭合时，$R_{1}$与$R_{2}$并联，电流表$A_{1}$测$R_{1}$的电流，电流表$A$测干路电流，并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过$R_{1}$的电流：$I_{1}'=\frac{U}{R_{1}}=\frac{16\mathrm{V}}{16\Omega}=1\mathrm{A}$，因并联电路电流等于各支路电流之和，所以当干路电流最大为$I = 3\mathrm{A}$时，通过$R_{2}$的电流：$I_{2}=I - I_{1}'=3\mathrm{A}-1\mathrm{A}=2\mathrm{A}$，$R_{2}$能达到的最大电功率：$P_{2最大}=UI_{2}=16\mathrm{V}\times2\mathrm{A}=32\mathrm{W}$，$R_{2}$两端的电压一定，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，$R_{2}$接入电路的阻值最大时，其功率最小，则$R_{2}$消耗的最小功率：$P_{2最小}=\frac{U^{2}}{R_{2}}=\frac{(16\mathrm{V})^{2}}{100\Omega}=2.56\mathrm{W}$，所以$R_{2}$的电功率变化范围为$2.56～32\mathrm{W}$。