《2024年智学酷提优精练九年级物理全一册人教版广东专版》

9.（2023·烟台）如图甲所示，电源电压恒定不变，R₁的阻值为10 Ω，图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合S₁、S₂时，电压表示数为2 V，通过小灯泡的电流为________A，电源电压为________V；当只闭合S₂、S₃时，电压表示数为4 V，电路在1 min内消耗的电能为________J。

答案： 0.6　8　384
解析:当只闭合$S_1$、$S_2$时，$R_1$与L串联，电压表测量L两端的电压；由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.6A；根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，$R_1$两端的电压$U_1 = IR_1 = 0.6\ A×10\ \Omega = 6\ V$，根据串联电路的电压特点可知，电源电压$U = U_L + U_1 = 2\ V + 6\ V = 8\ V$；当只闭合$S_2$、$S_3$时，$R_2$与L串联，电压表测量灯泡L两端的电压；根据图乙可知，当小灯泡两端的电压为4V时，通过小灯泡的电流为0.8A，根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流为0.8A，电路在1min内消耗的电能$W = UI't = 8\ V×0.8\ A×1×60\ s = 384\ J$。

10.（跨学科实践）某校物理兴趣小组为了检测空气质量指数，设计了如图甲所示的检测电路，R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压为3 V且保持不变，R₀ = 8 Ω，当电压表示数为2 V时，求：

（1）通过R的电流；
（2）1 min内R₀消耗的电能；
（3）此时的空气质量指数。

答案：
(1)0.25A　
(2)30J　
(3)62.5
解析:
(1)通过R的电流$I = I_0=\frac{U_0}{R_0}=\frac{2\ V}{8\ \Omega}=0.25\ A$。
(2)1min内$R_0$消耗的电能$W_0 = I_0U_0t = 0.25\ A×2\ V×60\ s = 30\ J$。
(3)由串联电路的电压特点可知R两端的电压$U_R = U - U_0 = 3\ V - 2\ V = 1\ V$，由$I=\frac{U}{R}$可知此时电阻R的阻值$R=\frac{U_R}{I}=\frac{1\ V}{0.25\ A}=4\ \Omega$，此时R的倒数为$0.25\ \Omega^{-1}$，由图乙可知此时空气质量指数为62.5。

11.（信息类试题）图甲是物理兴趣小组设计的身高、体重测量仪的原理图，电源电压相等，且恒为6 V，R₀为定值电阻，脚踏板下方为压敏电阻R，其阻值随所受压力大小的变化情况如图乙所示；竖直固定的光滑电阻棒AB长为40 cm，阻值为40 Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。滑片P可以根据身高的变化在电阻棒上竖直上下移动，定值电阻R₂ = 12 Ω，滑片的初始位置在AB最下方B处，此时标记的身高h = 150 cm。
（1）体重为400 N的小丽站在脚踏板上时，电压表的示数为2 V，则R₀ = ________Ω。
（2）某次测量时，电流表的示数为0.2 A，则该同学的身高为多少？
（3）若小华站在脚踏板上，5 s内完成了测量体重的过程，这段时间内体重测量仪消耗的电能是0.45 J，则小华的体重为多少？

答案：
(1)200　
(2)168cm　
(3)800N
解析:
(1)由R - F图像可知，当$F = G = 400\ N$时，$R = 400\ \Omega$，通过电路的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{U - U_0}{R}=\frac{6\ V - 2\ V}{400\ \Omega}=0.01\ A$，则$R_0$的阻值$R_0=\frac{U_0}{I}=\frac{2\ V}{0.01\ A}=200\ \Omega$。
(2)电路总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{总}}=\frac{6\ V}{0.2\ A}=30\ \Omega$，光滑电阻棒接入电路的阻值$R_{棒}=R_{总}-R_2 = 30\ \Omega - 12\ \Omega = 18\ \Omega$，根据题意可得，接入电路的电阻棒的长度为18cm，所以该同学的身高$h = 150\ cm + 18\ cm = 168\ cm$。
(3)小华站在体重测量仪上时，电路中的电流$I'=\frac{W}{Ut}=\frac{0.45\ J}{6\ V×5\ s}=0.015\ A$，电路的总电阻$R_{总}'=\frac{U}{I'}=\frac{6\ V}{0.015\ A}=400\ \Omega$，此时压敏电阻的阻值$R' = R_{总}'-R_0 = 400\ \Omega - 200\ \Omega = 200\ \Omega$，由图乙知，小华的体重大小为800N。
技法点拨
信息类问题的突破口——提取有效信息
(1)压敏电阻的阻值与压力的大小关系是解决本题的关键；
(2)明确人的身高及滑片位置的变化引起电流表示数的变化。