《2025年名师学案九年级物理下册人教版》

1. 通过两定值电阻甲、乙的电流与其两端电压的关系如图所示，先将甲和乙并联后，接在电压为3 V的电源两端，则电路消耗的总功率为______W。若将甲和乙串联在电压为3 V的电源两端，甲、乙两电阻消耗的电功率之比为______。
　

答案： 答案：2.7；1:2

2.（2023·南充）如图所示为电阻$R_1$和$R_2$的I - U图像，下列说法正确的是（ ）
A. $R_2$的阻值为10 Ω
B. 两电阻串联与并联的总阻值之比为9：4
C. 将两电阻串联接入电路，通电后，$R_1$两端电压与$R_2$两端电压之比为1：2
D. 将两电阻并联接入电路，通电1分钟，电流通过$R_1$产生的热量与电流通过$R_2$产生的热量之比为1：2
　

答案： 答案：D
解析：本题可根据$I - U$图像求出两电阻的阻值，再根据串联电路和并联电路的特点分别分析各选项。
- **步骤一：根据$I - U$图像求出两电阻的阻值**
由图像可知，当$U = 5V$时，$I_1 = 0.5A$，$I_2 = 0.25A$。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可得，$R_1=\frac{U}{I_1}=\frac{5V}{0.5A}=10\Omega$，$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{5V}{0.25A}=20\Omega$。
- **步骤二：分析选项A**
由上述计算可知，$R_2$的阻值为$20\Omega$，而不是$10\Omega$，所以选项A错误。
- **步骤三：分析选项B**
两电阻串联时，总电阻$R_{串}=R_1 + R_2 = 10\Omega + 20\Omega = 30\Omega$。
两电阻并联时，根据并联电路电阻的计算公式$\frac{1}{R_{并}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$可得：
$\frac{1}{R_{并}}=\frac{1}{10\Omega}+\frac{1}{20\Omega}=\frac{2}{20\Omega}+\frac{1}{20\Omega}=\frac{3}{20\Omega}$
则$R_{并}=\frac{20}{3}\Omega$。
所以两电阻串联与并联的总阻值之比为：
$\frac{R_{串}}{R_{并}}=\frac{30\Omega}{\frac{20}{3}\Omega}=\frac{9}{2}=9:2$
而不是$9:4$，所以选项B错误。
- **步骤四：分析选项C**
将两电阻串联接入电路，根据串联电路的特点可知，通过两电阻的电流相等，设为$I$。
根据$U = IR$可得，$R_1$两端的电压$U_1 = IR_1$，$R_2$两端的电压$U_2 = IR_2$。
则$R_1$两端电压与$R_2$两端电压之比为：
$\frac{U_1}{U_2}=\frac{IR_1}{IR_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{10\Omega}{20\Omega}=\frac{1}{2}=1:2$
所以选项C错误。
- **步骤五：分析选项D**
将两电阻并联接入电路，根据并联电路的特点可知，两电阻两端的电压相等，设为$U$。
根据$Q = \frac{U^{2}}{R}t$可得，通电$1$分钟（$t = 60s$），电流通过$R_1$产生的热量$Q_1 = \frac{U^{2}}{R_1}t$，电流通过$R_2$产生的热量$Q_2 = \frac{U^{2}}{R_2}t$。
则电流通过$R_1$产生的热量与电流通过$R_2$产生的热量之比为：
$\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{\frac{U^{2}}{R_1}t}{\frac{U^{2}}{R_2}t}=\frac{R_2}{R_1}=\frac{20\Omega}{10\Omega}=\frac{2}{1}=2:1$
所以选项D正确。
综上，答案是D。

3.（2024·自贡）如图所示是灯泡L的I - U图像，结合图像分析，下列选项正确的是（ ）
A. 当通过灯泡L的电流为0.2 A时，工作1 min消耗的电能是0.24 J
B. 当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其电功率为0.72 W
C. 将两个完全相同的灯泡L并联在3.6 V的电源两端，电路的总功率为2.88 W
D. 将灯泡L和6 Ω的定值电阻串联在6 V的电源两端，电路的总电阻为18 Ω
　

答案： 答案：C
解析：本题可根据$I - U$图像获取相关信息，再结合电功、电功率、串联电路和并联电路的特点分别分析各选项。
- **步骤一：分析选项A**
由图像可知，当通过灯泡$L$的电流$I = 0.2A$时，灯泡两端的电压$U = 1.2V$。
根据$W = UIt$可得，工作$1min$（$t = 60s$）消耗的电能为：
$W = UIt = 1.2V\times0.2A\times60s = 14.4J$
而不是$0.24J$，所以选项A错误。
- **步骤二：分析选项B**
由图像可知，当通过灯泡$L$的电流$I = 0.3A$时，灯泡两端的电压$U = 2.4V$。
根据$P = UI$可得，此时灯泡的电功率为：
$P = UI = 2.4V\times0.3A = 0.72W$
所以选项B错误。
- **步骤三：分析选项C**
将两个完全相同的灯泡$L$并联在$3.6V$的电源两端，根据并联电路的特点可知，各支路两端的电压相等，且等于电源电压，所以每个灯泡两端的电压均为$U = 3.6V$。
由图像可知，当灯泡两端的电压$U = 3.6V$时，通过每个灯泡的电流$I = 0.4A$。
则每个灯泡的功率为：
$P = UI = 3.6V\times0.4A = 1.44W$
那么电路的总功率为：
$P_{总}= 2P = 2\times1.44W = 2.88W$
所以选项C正确。
- **步骤四：分析选项D**
将灯泡$L$和$6\Omega$的定值电阻串联在$6V$的电源两端，设此时电路中的电流为$I$，灯泡两端的电压为$U_{L}$，定值电阻两端的电压为$U_{R}$。
根据串联电路的特点可知，$U = U_{L} + U_{R}$，且$U_{R} = IR = 6I$。
由图像可知，当$I = 0.3A$时，$U_{L} = 2.4V$，此时$U_{R} = 6\times0.3A = 1.8V$，$U_{L} + U_{R} = 2.4V + 1.8V = 4.2V\lt 6V$；当$I = 0.4A$时，$U_{L} = 3.6V$，此时$U_{R} = 6\times0.4A = 2.4V$，$U_{L} + U_{R} = 3.6V + 2.4V = 6V$，所以此时电路中的电流$I = 0.4A$。
根据$R = \frac{U}{I}$可得，电路的总电阻为：
$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.4A}= 15\Omega$
而不是$18\Omega$，所以选项D错误。
综上，答案是C。

4.（中考·贵阳）灯泡L与定值电阻R的I - U图象如图所示。若将L与R串联在8 V的电源上，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡的电阻是10 Ω
B. 灯泡两端的电压是8 V
C. 电路中的电流是1.5 A
D. 电路消耗的总功率是4 W
　

答案： 答案：D
解析：本题可根据串联电路的特点以及$I - U$图像来分析各选项。
- **步骤一：分析串联电路的特点**
将灯泡$L$与定值电阻$R$串联在$8V$的电源上，根据串联电路的特点可知，串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各部分电压之和，即$U = U_{L} + U_{R}$。
- **步骤二：结合$I - U$图像确定电路中的电流和各部分电压**
从图像中可以看出，当电流$I = 0.5A$时，灯泡两端的电压$U_{L} = 2V$，定值电阻两端的电压$U_{R} = 6V$，此时$U_{L} + U_{R} = 2V + 6V = 8V$，满足电源电压为$8V$的条件，所以电路中的电流是$0.5A$。
- **步骤三：分析选项A**
根据欧姆定律$R = \frac{U}{I}$，当电流$I = 0.5A$时，灯泡两端的电压$U_{L} = 2V$，则灯泡的电阻$R_{L}=\frac{U_{L}}{I}=\frac{2V}{0.5A}= 4\Omega$，而不是$10\Omega$，所以选项A错误。
- **步骤四：分析选项B**
由上述分析可知，灯泡两端的电压$U_{L} = 2V$，而不是$8V$，所以选项B错误。
- **步骤五：分析选项C**
由上述分析可知，电路中的电流是$0.5A$，而不是$1.5A$，所以选项C错误。
- **步骤六：分析选项D**
根据$P = UI$，已知电源电压$U = 8V$，电路中的电流$I = 0.5A$，则电路消耗的总功率为：
$P = UI = 8V\times0.5A = 4W$
所以选项D正确。
综上，答案是D。

5.（2023·济宁）如图是灯泡L的I - U图像，结合图像分析，下列选项正确的是（ ）
A. 通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B. 当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其实际功率为0.72 W
C. 将两个完全相同的灯泡L串联在2.4 V的电源两端，电路的总功率为0.24 W
D. 将灯泡L和18 Ω的定值电阻并联在3.6 V的电源两端，电路的总电阻为6 Ω
　

答案： 答案：D
解析：本题可根据$I - U$图像获取相关信息，再结合欧姆定律、电功率公式以及串联电路和并联电路的特点分别分析各选项。
- **步骤一：分析选项A**
由图像可知，灯泡$L$的$I - U$图像不是一条直线，说明通过灯泡$L$的电流与其两端的电压不成正比，所以选项A错误。
- **步骤二：分析选项B**
由图像可知，当通过灯泡$L$的电流$I = 0.3A$时，灯泡两端的电压$U = 2.4V$。
根据$P = UI$可得，此时灯泡的实际功率为：
$P = UI = 2.4V\times0.3A = 0.72W$
所以选项B错误。
- **步骤三：分析选项C**
将两个完全相同的灯泡$L$串联在$2.4V$的电源两端，根据串联电路的特点可知，各灯泡两端的电压相等，且等于总电压的一半，即每个灯泡两端的电压$U_{L}=\frac{2.4V}{2}=1.2V$。
由图像可知，当灯泡两端的电压$U_{L}=1.2V$时，通过每个灯泡的电流$I = 0.1A$。
则每个灯泡的功率为：
$P_{L}= U_{L}I = 1.2V\times0.1A = 0.12W$
那么电路的总功率为：
$P_{总}= 2P_{L} = 2\times0.12W = 0.24W$
所以选项C错误。
- **步骤四：分析选项D**
将灯泡$L$和$18\Omega$的定值电阻并联在$3.6V$的电源两端，根据并联电路的特点可知，各支路两端的电压相等，且等于电源电压，所以灯泡$L$和定值电阻两端的电压均为$U = 3.6V$。
由图像可知，当灯泡两端的电压$U = 3.6V$时，通过灯泡的电流$I_{L} = 0.4A$。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可得，通过定值电阻的电流为：
$I_{R}=\frac{U}{R}=\frac{3.6V}{18\Omega}=0.2A$
则干路电流为：
$I_{总}= I_{L} + I_{R} = 0.4A + 0.2A = 0.6A$
根据$R = \frac{U}{I}$可得，电路的总电阻为：
$R_{总}=\frac{U}{I_{总}}=\frac{3.6V}{0.6A}= 6\Omega$
所以选项D正确。
综上，答案是D。

6.（2024·贵州）（多选）如图甲所示电路，电源电压恒为9V，灯泡L额定电压为6V，通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S，下列分析正确的是（ ）
A. 无论如何移动滑片，L的电阻始终为20 Ω
B. 滑片向左移动过程中，L的实际功率减小
C. 为保证电路安全，R接入的最小阻值为10 Ω
D. L实际功率为0.75 W时，R的阻值为24 Ω

答案： 答案：BCD
解析：本题可根据电路图和$I - U$图像，结合串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式来分析各选项。
- **步骤一：分析选项A**
由图像可知，灯泡$L$的$I - U$图像不是一条直线，说明灯泡的电阻是变化的，不是始终为$20\Omega$，所以选项A错误。
- **步骤二：分析选项B**
滑片向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路的特点可知，总电阻变大，由$I = \frac{U}{R}$可知，电路中的电流变小。
由图像可知，随着电流的减小，灯泡两端的电压也减小，根据$P = UI$可知，灯泡$L$的实际功率减小，所以选项B正确。
- **步骤三：分析选项C**
为保证电路安全，灯泡两端的电压不能超过其额定电压$6V$，此时电路中的电流最大。
由图像可知，当灯泡两端的电压$U_{L}= 6V$时，通过灯泡的电流$I = 0.3A$。
根据串联电路的特点可知，此时滑动变阻器两端的电压为：
$U_{R}= U - U_{L}= 9V - 6V = 3V$
根据欧姆定律$R = \frac{U}{I}$可得，滑动变阻器接入的最小阻值为：
$R_{min}=\frac{U_{R}}{I}=\frac{3V}{0.3A}= 10\Omega$
所以选项C正确。
- **步骤四：分析选项D**
当灯泡$L$的实际功率为$0.75W$时，由图像可知，此时灯泡两端的电压$U_{L}= 3V$，通过灯泡的电流$I = 0.25A$。
根据串联电路的特点可知，此时滑动变阻器两端的电压为：
$U_{R}= U - U_{L}= 9V - 3V = 6V$
根据欧姆定律$R = \frac{U}{I}$可得，滑动变阻器的阻值为：
$R=\frac{U_{R}}{I}=\frac{6V}{0.25A}= 24\Omega$
所以选项D正确。
综上，答案是BCD。