《2024年北大绿卡课课大考卷九年级物理全一册人教版吉林专版》

18. 如图所示是一种测定油箱内油量多少的装置。试问：当电流表示数越大时，油箱里的油量是越多还是越少？请说明理由。
　　　

答案： 答:电路中,两电阻串联，电流表测电路的电流，当电流表示数越大时，由欧姆定律$I = \frac{U}{R}$，说明电路的总电阻越小，根据电阻的串联，可知变阻器连入电路的电阻越小，说明滑杆顺时针转动，可知浮子上浮，故油箱里的油量越多。

19. 如图所示，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表的示数在1 A到2 A之间变化，电压表的示数在6 V到9 V之间变化。求定值电阻R的阻值及电源电压。
　　　　

答案： 解:由图可知,$R$与滑动变阻器$R'$串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路的电阻变大时，电路中的电流减小,根据串联电路的分压特点可知电压表的示数变大。
则当$I = 1\ A$时，$U' = 9\ V$，电源电压$U = 9\ V + 1\ A\times R$ ①；当$I' = 2\ A$时，$U'' = 6\ V$，电源电压$U = 6\ V + 2\ A\times R$ ②。
因为电源电压不变，所以由①②可得$R = 3\ \Omega$，$U = 12\ V$。
答：定值电阻$R = 3\ \Omega$，电源电压$U = 12\ V$。

20. 在如图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R₂上标有“20 Ω 2 A”字样，滑动变阻器的滑片P位于中点位置。断开开关S，电流表A示数如图（b）所示，闭合开关S，电流表A示数如图（c）所示。求：
（1）电源电压U；
（2）在不损坏电路元件的情况下，闭合开关S，移动滑片P，求R₂的最小阻值。
　　　　　

答案： 解:
(1)由电路图可知,当滑动变阻器的滑片$P$在中点位置时，断开开关$S$，电路中只有$R_{2}$连入电路，电流表$A$测$R_{2}$的电流;闭合开关$S$，$R_{1}$与$R_{2}$并联，电流表$A$测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且(b)图中的电流表$A$指针的偏角大于图(c)中的电流表$A$指针的偏角，所以，(b)图中电流表$A$的量程为$0\sim0.6\ A$，分度值为$0.02\ A$，通过$R_{2}$的电流$I_{2} = 0.6\ A$；(c)图中电流表$A$的量程为$0\sim3\ A$，分度值为$0.1\ A$，干路电流$I = 2.4\ A$。
根据$I = \frac{U}{R}$可得变阻器两端的电压：$U_{2} = I_{2}R_{2中} = I_{2}\times\frac{1}{2}R_{2} = 0.6\ A\times\frac{1}{2}\times20\ \Omega = 6\ V$。
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电源电压$U = U_{2} = 6\ V$。
(2)闭合开关$S$，因并联电路中各支路互不影响，所以通过$R_{2}$的电流仍然为$0.6\ A$。
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，通过$R_{1}$的电流：$I_{1} = I - I_{2} = 2.4\ A - 0.6\ A = 1.8\ A$。
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过定值电阻$R_{1}$的电流不变(仍然为$1.8\ A$)。
则电流表$A$的量程为$0\sim3\ A$时，干路电流最大为$3\ A$，则通过滑动变阻器的最大电流：$I_{2最大} = I_{最大} - I_{1} = 3\ A - 1.8\ A = 1.2\ A$。
根据$I = \frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的最小电阻：$R_{2最小} = \frac{U}{I_{2最大}} = \frac{6\ V}{1.2\ A} = 5\ \Omega$。
答:
(1)电源电压$U$为$6\ V$。
(2)在不损坏电路元件的情况下，闭合开关$S$，移动滑片$P$，$R_{2}$的最小阻值为$5\ \Omega$。