《2025年启航新课堂九年级物理全一册人教版》

8.(2024重庆一外模拟)如图甲所示,电源电压及灯丝电阻保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,灯泡L标有“6V 3W”字样,灯泡L的电阻为12Ω。只闭合开关S、$S_1,$移动滑片P的过程中,电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示,当滑片P在a点时,电压表示数为10V,电流表示数为Iₐ；只闭合开关S、$S_2,$滑片P置于b点时,滑动变阻器连入电路的电阻为Rᵦ,电流表的示数为Iᵦ。已知Rᵦ:R₀= 7:3,Iₐ:Iᵦ= 5:4。只闭合开关S、$S_2$时,在保证电路安全条件下,灯泡的最小功率与最大功率之比为1:6。[img alt= 第8题图乙]

答案： 12 1:6

9.如图所示的电路,电源电压恒定,灯泡L上标有“6V 3.6W”(假设灯丝电阻不随温度变化)的字样。当$S_1$断开,S和$S_2$闭合时,灯泡L正常发光；当S、$S_1、$$S_2$都闭合时,通过定值电阻$R_1、$$R_2$的电流之比为3:2；闭合开关S,在确保通过电阻$R_2$的电流不为零的前提下,控制$S_1、$$S_2$的通断$,R_2$消耗的最大功率和最小功率之比为9:1。求：(1)灯泡L的电阻；(2)电源电压；$(3)R_2$消耗的最大功率。_____

答案：
解:
(1)灯泡L的电阻：R_L= U_额$^2/P_$额$= (6V)^2/3.6W= 10Ω；$
(2)当$S_1$断开,S和$S_2$闭合时,电路为灯泡L的简单电路,因为此时灯泡L正常发光,所以电源电压:U= U_额= 6V；
(3)当S、$S_1、$$S_2$都闭合时,L、$R_1、$$R_2$并联,此时$R_2$的功率最大,为$P_2$大$= U^2/R_2,$定值电阻$R_1、$$R_2$的阻值之比$:R_1/R_2= I_2/I_1= 2/3,$当S闭合$,S_1$和$S_2$断开时,L、$R_1、$$R_2$串联,此时电路中的电流最小$,R_2$的功率最小,为$P_2$小$= U_2^2/R_2,$则$R_2$消耗的最大功率和最小功率之比：$P_2$大$/P_2$小$= U^2/U_2^2= 9/1,$解得$U_2= 1/3 U= 1/3×6V= 2V,$此时$R_1、$$R_2$两端的电压之比$:U_1/U_2= R_1/R_2= 2/3,$解得$U_1= 2/3 U_2= 2/3×2V= 4/3 V,$此时灯泡L两端的电压：$U_L'= U-U_1-U_2= 6V-4/3 V-2V= 8/3 V,$电路中的电流$:I= I_L'= U_L'/R_L= 8/3 V/10Ω= 4/15 A,R_2$的阻值$:R_2= U_2/I= 2V/(4/15 A)= 7.5Ω,R_2$的最大功率$:P_2$大$= U^2/R_2= (6V)^2/7.5Ω= 4.8W。$