《2025年点拨训练九年级物理下册人教版河北专版》

5.[2023·枣庄]如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“100 Ω 1 A”。闭合开关S，在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下，最大范围内移动滑片P，绘制了通过滑动变阻器的电流与滑动变阻器阻值关系的图象，如图乙所示。下列说法正确的是 （ ）

A.电源电压为6 V
B.小灯泡的电阻为10 Ω
C.小灯泡的额定功率为1.8 W
D.电路的总功率最小时，20 s内滑动变阻器消耗的电能为12 J

答案： C

6.在如图甲所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动的过程中，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。则定值电阻R₁的阻值为________Ω；电路的最小总功率为________W。

答案：
10;1.3　[点方法]
　　　
　图乙中A点:电路中电流最大，滑动变阻器两端电压为零，滑动变阻器接入电路阻值为零。
　图乙中B点:电路中电流最小，滑动变阻器两端电压最大，滑动变阻器接入电路阻值最大。
(1)求定值电阻的阻值，若题目为计算大题，则利用电源电压不变列方程:
A点:$U_{总}=I_{1}R_{1}+U_{2}\cdots\cdots$①；
B点:$U_{总}=I_{1}'R_{1}+U_{2}'\cdots\cdots$②。
　由图象可知$I_{1}$、$I_{1}'$、$U_{2}$、$U_{2}'$，两个方程两个未知量，可求$R_{1}$和$U_{总}$；若题目为选择或填空，则直接用结论——$R_{1}=\frac{\Delta U}{\Delta I}$。
　推导过程:联立①②式得，$I_{1}R_{1}+U_{2}=I_{1}'R_{1}+U_{2}'$，$(I_{1}-I_{1}')R_{1}=U_{2}'-U_{2}$，$\Delta I\cdot R_{1}=\Delta U$，所以$R_{1}=\frac{\Delta U}{\Delta I}$（$\Delta U$为电压变化量，$\Delta I$为电流变化量）。
(2)求电源电压，将$R_{1}$代入上面①②任意一个方程即可求解。
(3)求滑动变阻器最大阻值，在图象中找“电流最小”的点，利用该点求解。
(4)求电路中最小总功率或最大总功率结合电功率相关公式进行求解。

7.兴趣小组设计如图甲所示的电路进行实验探究，电源为电压可调的学生电源，小灯泡L标有“6 V 1.2 W”字样，R为定值电阻。小组根据记录的电流表和电压表的示数，绘出如图乙所示的关系图象。当电压表的示数为6 V时，小灯泡L的电阻为________Ω；调节电源电压，当电路的总功率为1.35 W时，小灯泡的实际功率为________W。

答案： 30;0.9

8.[2024·滨州]为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12 V 12 W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑动变阻器滑片P，分别记录三个电表的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象，求：
（1）灯泡L正常发光时的电流。
（2）灯泡L正常发光10 s消耗的电能。
（3）电源电压。
（4）滑动变阻器阻值的变化范围。

答案： 解:由图甲可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表$V_{1}$测滑动变阻器两端电压，电压表$V_{2}$测灯泡两端电压，电流表测电路电流。
(1)由$P = UI$可知，灯泡L正常发光时的电流$I=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{12W}{12V}=1A$。
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能$W = P_{额}t = 12W×10s = 120J$。
(3)当滑动变阻器滑片P向右移动时，其接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流变小，则灯泡L两端电压减小，由串联分压可知，滑动变阻器两端电压增大，由图乙可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3A，此时灯泡L两端的电压为3V，滑动变阻器两端的电压为15V，根据串联电路电压的特点可知，电源电压为$U = U_{滑大}+U_{L}=15V + 3V = 18V$。
(4)由上述可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3A，滑动变阻器两端的电压为15V，则滑动变阻器接入电路的最大阻值为$R_{滑大}=\frac{U_{滑大}}{I_{小}}=\frac{15V}{0.3A}=50\Omega$。灯泡L正常发光时的电流为1A，所以电路中允许通过的最大电流为1A，由图乙可知，此时滑动变阻器两端的电压为6V，则滑动变阻器允许接入的最小阻值为$R_{滑小}=\frac{U_{滑小}}{I_{大}}=\frac{6V}{1A}=6\Omega$。因此滑动变阻器阻值的变化范围为6～50$\Omega$。