《2025年综合应用创新题典中点九年级物理全一册教科版》

6. 如图甲所示电路中，电源电压恒定；R 为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度 β 变化的曲线如图乙所示；R₀ 为定值电阻，阻值为 150Ω。闭合开关 S，当 β = 40% 时，电压表的示数为 6V，则下列说法正确的是　　　　　　(　　　)

A. 当有害尾气浓度 β 升高时，电压表的示数变大
B. 电源电压为 15V
C. 当 β = 40% 时，R₀ 的电功率为 0.96W
D. 可用电压表显示有害尾气浓度的大小

答案： C　　[点拨]闭合开关S，$R_{气}$和$R_{0}$串联，电压表测$R_{气}$两端的电压。当$\beta = 40\%$时，由题图乙可知$R_{气}$的阻值为75Ω，电压表的示数为6V，则电路中的电流$I_{1}=\frac{U_{气}}{R_{气}}=\frac{6V}{75\Omega}=0.08A$，$R_{0}$两端的电压$U_{0}=I_{1}R_{0}=0.08A×150\Omega = 12V$，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压$U = U_{0}+U_{气}=12V + 6V = 18V$，故B错误;当$\beta = 40\%$时，$R_{0}$的电功率$P_{0}=U_{0}I_{1}=12V×0.08A = 0.96W$，故C正确;由题图乙可知，当有害尾气浓度变大时，气敏电阻的阻值变小，根据串联分压原理可知，气敏电阻两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误;当有害尾气浓度变大时，气敏电阻的阻值变小，电路中的电流变大，所以用电流表示数的大小显示有害尾气浓度的大小较为合理，故D错误。

7. [2023.西宁]如图所示的电路中，电源电压恒定，电阻 R₁ = 6Ω，R₂ = 24Ω。当开关 S₁、S₂ 断开，S₃ 闭合时，电流表示数为 0.2A，则电源电压为__________V；当开关 S₁、S₂ 闭合，S₃ 断开时，R₁ 和 R₂__________联，此时电路中的总功率为________W。

答案： 6;并;7.5　　[点拨]由题图可知，当开关$S_{1}$、$S_{2}$断开，$S_{3}$闭合时，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电流表示数为0.2A，则电源电压$U = I(R_{1}+R_{2})=0.2A×(6\Omega + 24\Omega)=6V$;当开关$S_{1}$、$S_{2}$闭合，$S_{3}$断开时，$R_{1}$和$R_{2}$并联，电流表测量干路中的电流，此时电路中的总功率$P=\frac{U^{2}}{R_{1}}+\frac{U^{2}}{R_{2}}=\frac{(6V)^{2}}{6\Omega}+\frac{(6V)^{2}}{24\Omega}=7.5W$。

8. [2023.聊城]如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。小灯泡标有“6V 1.2W”字样，R₀ 为 10Ω 的定值电阻，滑动变阻器 R 铭牌上标有“？Ω　1A”字样(电阻值已模糊不清)，电压表使用的量程为 0~3V，电流表使用的量程为 0~0.6A。闭合所有开关，小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片在最右端，滑动变阻器的电功率为 0.72W。求:
(1)滑动变阻器 R 铭牌上标注的电阻值。
(2)当开关 S₁、S₃ 闭合，S₂、S₄ 断开时，小灯泡的实际功率。
(3)当开关 S₂、S₄ 闭合，S₁、S₃ 断开时，在不损坏各电路元件的情况下，电路中允许通过的最大电流。

答案： [解]
(1)由题图可知，闭合所有开关，小灯泡与滑动变阻器R并联，电流表测量通过滑动变阻器的电流。此时小灯泡正常发光，根据并联电路的电压规律可知，电源电压$U = U_{R}=U_{L}=6V$，此时滑动变阻器的滑片在最右端，接入电路的阻值最大，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，滑动变阻器的最大阻值$R=\frac{U_{R}^{2}}{P_{R}}=\frac{(6V)^{2}}{0.72W}=50\Omega$，即滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值为50Ω。
(2)当开关$S_{1}$、$S_{3}$闭合，$S_{2}$、$S_{4}$断开时，小灯泡与$R_{0}$串联，由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知，小灯泡的电阻$R_{L}=\frac{U_{L}^{2}}{P_{L}}=\frac{(6V)^{2}}{1.2W}=30\Omega$，电路中的电流$I=\frac{U}{R_{0}+R_{L}}=\frac{6V}{10\Omega + 30\Omega}=0.15A$，小灯泡的实际功率$P_{L}'=I^{2}R_{L}=(0.15A)^{2}×30\Omega = 0.675W$。
(3)当开关$S_{2}$、$S_{4}$闭合，$S_{1}$、$S_{3}$断开时，滑动变阻器R和定值电阻$R_{0}$串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量$R_{0}$两端的电压。根据电压表量程可知，$R_{0}$两端的最大电压$U_{0大}=3V$，电路中的最大电流$I_{大}=\frac{U_{0大}}{R_{0}}=\frac{3V}{10\Omega}=0.3A$，根据题意可知，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以在不损坏各电路元件的情况下，电路中允许通过的最大电流为0.3A。