《2024年智学酷提优精练九年级物理全一册人教版广东专版》

5.(信息类试题)道路千万条，安全第一条。酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。图甲是酒精测试仪工作原理图，电源电压U = 6 V，R₁为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化关系，如图乙所示。气体中酒精含量大于0且小于80 mg/100 mL为酒驾，达到或者超过80 mg/100 mL为醉驾。使用前通过调零旋钮(即滑动变阻器R₂的滑片)对测试仪进行调零，此时电压表示数U₁ = 5 V，调零后R₂的滑片位置保持不变。
(1)当电压表示数U₁ = 5 V时，求R₁消耗的电功率；
(2)当电压表示数U₁ = 5 V时，求R₂接入电路中的阻值；
(3)某次检测中，电流表示数I₁ = 0.2 A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。

答案：
(1)$0.5\ W$
(2)$10\ \Omega$
(3)属于酒驾。
解析：
(1)由图乙可知，气体中酒精含量为0时，气敏电阻的阻值$R_1 = 50\ \Omega$，则通过$R_1$的电流$I_1'=\frac{U_1}{R_1}=\frac{5\ V}{50\ \Omega}=0.1\ A$，则$R_1$消耗的电功率$P_1 = U_1I_1' = 5\ V\times0.1\ A = 0.5\ W$。
(2)根据欧姆定律可得电路中的总电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{6\ V}{0.1\ A}=60\ \Omega$，$R_2$接入电路中的阻值$R_2 = R - R_1 = 60\ \Omega - 50\ \Omega = 10\ \Omega$。
(3)电流表示数$I_1 = 0.2\ A$时，电路中的总电阻$R'=\frac{U}{I_1}=\frac{6\ V}{0.2\ A}=30\ \Omega$，气敏电阻的阻值$R_1' = R' - R_2 = 30\ \Omega - 10\ \Omega = 20\ \Omega$，由图乙可知，驾驶员呼出气体中酒精的含量大于0且小于$80\ mg/100\ mL$，属于酒驾。

6.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S₁和S₂，灯L正常发光，则断开开关S₂时（ ）

A.电流表示数变小，灯L仍然正常发光
B.电流表示数变大，灯L变亮
C.电压表示数变大，灯L的实际功率变小
D.电压表示数不变，电路的总功率变大

答案： A
解析：两开关闭合时，灯L与电阻$R$并联，灯L与电阻$R$两端电压相等，且等于电源电压；闭合$S_1$、断开$S_2$时，只有灯L接入电路，灯L两端电压等于电源电压，故电压不变，所以灯的功率不变，即亮度不变；因开关$S_2$断开时$R$断路，故干路中的电流减小，故A正确，B错误；因电压表测电源电压，故电压表示数不变，故C错误；因电路中$R$断开，灯L的功率不变，故电路中总功率变小，故D错误。

7.如图所示为某用电器的内部简化电路，R₁和R₂为定值电阻，R₁ = 176 Ω。现将该用电器接入电压为220 V的电路，当S₁断开、S₂接b时，用电器消耗的电功率为220 W。求：
(1)只闭合S₁时，流过R₁的电流；
(2)电阻R₂的阻值；
(3)该用电器的最大电功率。

答案：
(1)$1.25\ A$
(2)$44\ \Omega$
(3)$1375\ W$
解析：
(1)由电路图可知，只闭合$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，此时流过$R_1$的电流$I=\frac{U}{R_1}=\frac{220\ V}{176\ \Omega}=1.25\ A$。
(2)当$S_1$断开、$S_2$接$b$时，$R_1$和$R_2$串联，由$P=\frac{U^2}{R}$可知，此时电路中的总电阻$R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ V)^2}{220\ W}=220\ \Omega$，由串联电路的电阻特点可知，电阻$R_2$的阻值$R_2 = R - R_1 = 220\ \Omega - 176\ \Omega = 44\ \Omega$。
(3)根据串、并联电路的电阻特点可知，两电阻并联时电路中的总电阻最小，电路消耗的电功率最大。此时$R_1$和$R_2$的电功率分别为$P_1=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(220\ V)^2}{176\ \Omega}=275\ W$，$P_2=\frac{U^2}{R_2}=\frac{(220\ V)^2}{44\ \Omega}=1100\ W$，因此该用电器的最大电功率$P_{最大}=P_1 + P_2 = 275\ W + 1100\ W = 1375\ W$。