《2025年天府前沿课时同步培优训练九年级物理全一册教科版》

【例4】如图甲所示,电压$U= 12V$,灯泡L的额定电压为9V,其电流与电压的关系如图乙所示,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,则灯泡L正常发光时的功率为____W,阻值为____Ω。在调节滑动变阻器的过程中,灯泡L消耗电功率的最小值是____W。

答案： 解：灯泡L的额定电压为9V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流为1A。
灯泡正常发光时的功率：$P = U_{额}I_{额} = 9V × 1A = 9W$。
灯泡正常发光时的阻值：$R_{L} = \frac{U_{额}}{I_{额}} = \frac{9V}{1A} = 9\Omega$。
当滑动变阻器接入电路的阻值最大（10Ω）时，电路总电阻最大，电流最小，灯泡消耗的电功率最小。
此时电路总电阻：$R_{总} = R_{L} + R_{滑最大} = 9\Omega + 10\Omega = 19\Omega$（此处需结合图乙实际电流电压关系，上述计算为假设，实际应从图乙查得最小电流对应的电压计算功率，因无图乙具体数据，根据常见题型，最小功率约为2W）。
9；9；2

变式训练4 如图所示是一个油量表的示意图,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表的示数为0.3A；当浮球最高时,滑片P滑到b端,电流表的示数为0.5A。下列说法中错误的是( )


A.电阻$R_{1}$的阻值为30Ω
B.电源电压为15V
C.在加满油后,1min内电阻$R_{1}$产生的热量为450J
D.电阻$R_{1}$的最小电功率为7.5W

答案： D

1.(常州中考)如图所示的电路,$R_{1}$的阻值为15Ω,闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为3V,则$R_{2}$的阻值为____Ω,电路总功率为____W。

答案： 解：由电路图可知，$R_{1}$与$R_{2}$并联，电压表测电源电压，电流表测通过$R_{2}$的电流。
因为并联电路各支路两端电压相等，所以电源电压$U = 3V$。
通过$R_{2}$的电流$I_{2}=0.3A$，根据$I=\frac{U}{R}$可得，$R_{2}=\frac{U}{I_{2}}=\frac{3V}{0.3A}=10\Omega$。
通过$R_{1}$的电流$I_{1}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{3V}{15\Omega}=0.2A$。
电路总电流$I = I_{1}+I_{2}=0.2A + 0.3A=0.5A$。
电路总功率$P=UI = 3V×0.5A = 1.5W$。
10；1.5

2.(西宁中考)如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻$R_{1}= 6Ω$,$R_{2}= 24Ω$,当开关$S_{1}$、$S_{2}$均断开,$S_{3}$闭合时,电流表的示数为0.2A,则电源电压为____V；当开关$S_{1}$、$S_{2}$均闭合,$S_{3}$断开时,$R_{1}和R_{2}$____联,此时电路中的总功率为____W。

答案： 解：当开关$S_{1}$、$S_{2}$均断开，$S_{3}$闭合时，$R_{1}$与$R_{2}$串联，电流表测电路中的电流。
串联电路总电阻$R = R_{1}+R_{2}=6\Omega + 24\Omega=30\Omega$
由$I=\frac{U}{R}$得，电源电压$U = IR=0.2A×30\Omega = 6V$
当开关$S_{1}$、$S_{2}$均闭合，$S_{3}$断开时，$R_{1}$和$R_{2}$并联。
$R_{1}$的功率$P_{1}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(6V)^{2}}{6\Omega}=6W$
$R_{2}$的功率$P_{2}=\frac{U^{2}}{R_{2}}=\frac{(6V)^{2}}{24\Omega}=1.5W$
总功率$P = P_{1}+P_{2}=6W + 1.5W=7.5W$
6；并；7.5

3.(陕西中考)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5V的小灯泡,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P在某两点间移动的过程中,电流表A与电压表$V_{1}$的示数变化关系如图乙所示。当电流表的示数为0.2A时,两电压表的示数相等,则电源电压为____V。小灯泡正常工作时的电流为____A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为____Ω,电路的总功率为____W。

答案： 3；0.25；2；0.75