《2025年一本同步训练九年级物理全一册沪科版重庆专版》

典例1 如图所示的电路中，电源电压恒为18V，灯泡标有“6V 3W”的字样，滑动变阻器的规格为“100Ω 1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A。闭合开关S后，若要保证电路安全，且不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是(B)
A. 整个电路的最大功率为10.8W
B. 灯泡的最小功率为0.75W
C. 电流表示数的变化范围为0.25~0.6A
D. 滑动变阻器的电阻允许调节的范围为24~100Ω

答案： B

1. 如图所示，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(设灯丝电阻不变)，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P，下列说法正确的是(B)
A. 电流表的示数最大为0.6A
B. 滑动变阻器接入电路的最小阻值为4Ω
C. 灯泡消耗的最小电功率为0.12W
D. 电路消耗的最大功率为2.7W

答案： B

典例2 (2024·江津区期中)如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，$R_{0}$为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。下列分析正确的是(D)
①电源电压为8V
②滑动变阻器的最大阻值是20Ω
③滑动变阻器消耗的电功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④

答案： D

2. 如图甲所示，电源电压不变，R为定值电阻，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，滑动变阻器消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示，则电阻R的阻值为20Ω，电源电压为12V，此电路的最大功率为7.2W。

答案： 20 12 7.2

典例3 (2025·南开中学月考)如图所示，电源电压为12V，电流表的量程为0~3A，灯泡L(灯丝电阻不变)和滑动变阻器R分别标有“8V 4W”和“48Ω 2A”字样。求：
(1)灯泡正常工作时的电流为0.5A；
(2)当开关S闭合，$S_{1}$、$S_{2}$断开，滑动变阻器的滑片P在中点位置时，灯泡的实际功率为1.44W；
(3)当开关S、$S_{1}$、$S_{2}$都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，电路总功率的最大值是31.2W，求电阻$R_{0}$的阻值为20Ω。

答案： 解：
(1)灯泡正常工作时的电流
$ I_{L} = \frac{P_{L}}{U_{L}} = \frac{4W}{8V} = 0.5A $
(2)灯泡的灯丝电阻
$ R_{L} = \frac{U_{L}^{2}}{P_{L}} = \frac{(8V)^{2}}{4W} = 16\Omega $
当开关S闭合，$ S_{1} $、$ S_{2} $断开时，滑动变阻器和灯泡串联，电流表测的是电路中的电流；滑动变阻器的滑片P在中点位置时，此时电路的总电阻
$ R_{总} = R_{L} + \frac{1}{2}R_{大} = 16\Omega + \frac{1}{2} × 48\Omega = 40\Omega $
此时电路中的电流
$ I = \frac{U}{R_{总}} = \frac{12V}{40\Omega} = 0.3A $
灯泡的实际功率
$ P_{L实} = I^{2}R_{L} = (0.3A)^{2} × 16\Omega = 1.44W $
(3)当开关$ S $、$ S_{1} $、$ S_{2} $都闭合时，小灯泡被短路，$ R $和$ R_{0} $并联，电流表测的是干路电流。根据并联电路的电压规律可知，两电阻两端的电压都等于电源电压，当滑动变阻器连入电路的电阻变小时，电路的总电阻变小，根据$ P = \frac{U^{2}}{R} $可知，电路总功率变大，滑动变阻器标有“48Ω 2A”字样，在保证电路安全的前提下，通过滑动变阻器的电流最大可达到2A。电路总功率的最大值是31.2W，则此时电路的总电流
$ I_{max} = \frac{P_{max}}{U} = \frac{31.2W}{12V} = 2.6A $
此电流小于电流表的最大测量值，电路安全，所以，根据并联电路的电流规律可得，此时通过$ R_{0} $的电流
$ I_{0} = I_{max} - I_{滑大} = 2.6A - 2A = 0.6A $
电阻$ R_{0} $的阻值
$ R_{0} = \frac{U_{0}}{I_{0}} = \frac{U}{I_{0}} = \frac{12V}{0.6A} = 20\Omega $