《2025年学霸题中题九年级物理上册苏科版》

12. 如图所示电路中,电源电压 6 V 恒定不变,电流表的量程是 0~0.6 A,电压表的量程是 0~3 V,小灯泡上标有“2 V 0.5 A”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”.闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片 P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是 (D)
A.0.25~0.6 A,1~2 V
B.0.3~0.5 A,1~1.5 V
C.0.25~0.5 A,1.5~2 V
D.0.25~0.5 A,1~2 V

答案： D

13. (2024·泰州高港区二模)小华连接了图甲所示的电路,电源电压不变.电流表量程均为 0.6 A,定值电阻$ R_{1}= 10\ \Omega $,闭合开关 S 后再闭合开关$ S_{1} 或 S_{2} $,将滑动变阻器滑片从最右端向左调节至中点的过程,电压表与电流表$ A_{2} $示数的 I-U 图像如图乙,下列说法正确的是 ( D )
A. 电源电压为 5 V
B. 开关 S、$ S_{1} $ 闭合,电路中最小电流为 0.15 A
C. 该电路能通过的最大电流为 0.5 A
D. 滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω

答案： 解：
情况1：闭合S、S₁（R₁与滑动变阻器R并联）
电压表测电源电压U，A₂测R₁电流，I₂=U/R₁=U/10Ω，为定值。对应图乙中水平线段b（I=0.2A），故U=I₂R₁=0.2A×10Ω=2V。
滑动变阻器最大阻值R_max时，总电流最小：I_min=I₂+U/R_max=0.2A+2V/R_max。滑片在中点时，R=R_max/2，I=0.2A+2V/(R_max/2)=0.2A+4V/R_max。由图乙b线终点（4V,0.2A），但电压表示数不变，此处应为测量范围限制，不影响U=2V结论。
情况2：闭合S、S₂（R₂与滑动变阻器R串联）
电压表测R两端电压U_R，A₂测串联电流I，I=(U-U_R)/R₂，U_R=U-IR₂=2V-IR₂，为一次函数。对应图乙中线段a（过(2V,0.2A)、(3V,0.3A)），斜率k=-1/R₂=-0.1A/V，故R₂=10Ω。
选项分析：
A：电源电压U=2V≠5V，错误。
B：S、S₁闭合时，R_max=U/(I_a_max - I₂)=2V/(0.3A-0.2A)=20Ω（由图乙a线最大电流0.3A），最小电流I_min=0.2A+2V/20Ω=0.3A≠0.15A，错误。
C：最大电流出现在S、S₁闭合且R=R_max/2时，I=0.2A+2V/(10Ω)=0.4A＜0.6A（电流表量程），错误。
D：由情况2，R_max=20Ω，正确。
答案：D

14. 如图,$ R_{1}= 6\ \Omega $,$ R_{2}= 5\ \Omega $,电源电压不变,电流表均为大量程,电压表为小量程,R 是滑动变阻器,规格是“20 Ω 1.5 A”;只有 S 闭合时,电流表$ A_{2} $的示数为 0.2 A,电压表示数为 2 V,则电源电压是3V,变阻器接入电路的电阻是10Ω;当闭合 S、$ S_{1} $、$ S_{2} $时,滑片置于阻值最大值处,电流表$ A_{1} $、$ A_{2} $的示数之比是10:13,为保证电路安全,变阻器接入电路的阻值范围是2~20Ω.

答案： 3 10 10:13 2~20Ω 解析:由电路图知,只闭合S时,R₂与R串联在电路中,电压表测R两端的电压,电流表A₂测电路中的电流,R₁断路.此时R₂两端的电压U₁=I₁R₂=0.2A×5Ω=1V,据串联电路的电压特点,电源电压U=U₁+U_R=1V+2V=3V.变阻器接入电路的阻值R=U_R/I₁=2V/0.2A=10Ω.三个开关都闭合时,R₂被短路,R₁与R并联在电路中,电流表A₁测R₁中的电流,A₂测干路的电流.变阻器接入电路的阻值为最大的20Ω时,通过R₁和R的电流分别为I'₁=U/R₁=3V/6Ω=0.5A,I_R=U/Rₘₐₓ=3V/20Ω=0.15A,干路的电流I=I'₁+I_R=0.5A+0.15A=0.65A,所以电流表A₁、A₂的示数之比I'₁:I=0.5A:0.65A=10:13.电源电压为3V,则电压表的测量不会超过量程.电流表选用大量程,变阻器允许通过的最大电流为1.5A,所以A₂通过的最大电流Iₘₐₓ=I'₁+Iₘₐₓ₋ₐₗₗₒₙ=0.5A+1.5A=2A,此时变阻器接入电路的阻值最小为Rₘᵢₙ=U/Iₘₐₓ₋ₐₗₗₒₙ=3V/1.5A=2Ω,所以为了保证电路安全,变阻器接入电路的阻值范围是2~20Ω.

15. (2024·常州三模)如图是小梅设计的身高测量仪原理图,电源电压恒定,电压表量程为 0~15 V,电流表量程为 0~0.6 A,定值电阻$ R_{0}= 10\ \Omega $,电阻丝 R 阻值为 100 Ω,电阻丝长为 L,上端为 A,下端为 B,B 离踏板高度为 h,其阻值与长度成正比,滑片 P 随身高的变化竖直上下移动且接触良好,闭合开关 S 后,身高$ h_{1}= 160\ \text{cm} $的小涵站在踏板上时电压表示数为 3 V,滑片 P 恰好在 R 的中点;身高$ h_{2}= 184\ \text{cm} $的小丁站在踏板上时电流表示数为 0.5 A.问:
(1)电源电压有多大?
(2)电阻丝长度 L 有多大?
(3)电阻丝下端(B 端)离踏板高度 h 有多大?
(4)该测量仪能够测量的最大身高有多高?

答案：
(1)18V
(2)100cm
(3)110cm
(4)190cm 解析:
(1)由题图可知,开关闭合后,变阻器R和定值电阻R₀串联,电压表测量定值电阻R₀两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑片在中点时,变阻器接入电阻为最大阻值的1/2,阻值为Rₘᵢd=1/2R=1/2×100Ω=50Ω,根据电压表的示数U₀=3V,定值电阻の阻值R₀=10Ω,由欧姆定律可知电路中的电流I=I₀=U₀/R₀=3V/10Ω=0.3A,根据串联电路的电流规律可得,变阻器中的电流Iₘᵢd=I₀=0.3A,根据欧姆定律可得,变阻器两端电压Uₘᵢd=IₘᵢdRₘᵢd=0.3A×50Ω=15V,根据串联电路电压规律可得,电源电压U=U₀+Uₘᵢd=3V+15V=18V.
(2)由题意可知,当身高h₁=160cm的小涵站在踏板上时,变阻器接入电阻为Rₘᵢd=50Ω,当身高h₂=184cm的小丁站在踏板上时,电流表示数为I'=0.5A,由欧姆定律可得,此时电路的总电阻Rₜₒₜ=U/I'=18V/0.5A=36Ω,由串联电路电阻规律可得变阻器接入电路的电阻R'=Rₜₒₜ-R₀=36Ω-10Ω=26Ω,身高的变化量Δh=h₂-h₁=184cm-160cm=24cm,变阻器接入电路的电阻变化量ΔR=Rₘᵢd-R'=50Ω-26Ω=24Ω,变阻器接入电阻与接入长度的比值ΔR/Δh=24Ω/24cm=1Ω/cm,所以电阻丝长度L=100Ω/(1Ω/cm)=100cm.
(3)电阻丝下端(B端)离踏板高度为h=160cm-1/2L=160cm-1/2×100cm=110cm.
(4)电流表的量程为0~0.6A,电路中的最大电流Iₘₐₓ=0.6A,由欧姆定律可得,此时电路中的总电阻R'ₜₒₜ=U/Iₘₐₓ=18V/0.6A=30Ω,变阻器接入的电阻R''=R'ₜₒₜ-R₀=30Ω-10Ω=20Ω,此时所以接入电阻丝的长度L'=R''/k=20Ω/(1Ω/cm)=20cm,所以滑片P要在160cm基础上向上移动50cm-20cm=30cm,故能够测量的最大身高为h₃=160cm+30cm=190cm.