《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1】如图所示,电源电压保持12V不变,小灯泡上标有“6V 4W”的字样,小灯泡的电阻不变,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。当开关S闭合时,为了保证电流表的安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为______Ω。

答案： 解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流。
灯泡的额定电流：$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{4W}{6V}=\frac{2}{3}A\approx0.667A$
灯泡的电阻：$R_{L}=\frac{U_{额}^{2}}{P_{额}}=\frac{(6V)^{2}}{4W}=9\Omega$
电流表量程为0~0.6A，电路中的最大电流$I_{max}=0.6A$
电路中的总电阻最小值：$R_{总min}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{12V}{0.6A}=20\Omega$
滑动变阻器接入电路的最小阻值：$R_{min}=R_{总min}-R_{L}=20\Omega - 9\Omega=11\Omega$
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变式训练1 如图所示,电源电压U= 9V,电阻$R_1= 10Ω,$电压表的量程为0~3V,滑动变阻器$R_2$的最大阻值为40Ω。当开关S闭合时,为了保证电压表的安全,滑动变阻器接入电路中的阻值范围是______Ω~______Ω。

答案： 20；40

(2)用电器的安全

答案： 由于本题是文字描述题，没有具体选项，因此无法给出ABCD的答案。在实际应用中，应根据具体的电路和用电器参数，结合安全用电的知识，选择正确的操作或判断。

【例2】如图所示,电源电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样,小灯泡L的电阻不变,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为28Ω。当开关S闭合时,为了保证小灯泡的安全,电流表的示数范围是______A~______A。

答案： 解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流。
1. 计算灯泡电阻及额定电流：
由 $ P = UI $ 得，灯泡额定电流 $ I_{L额} = \frac{P_{L额}}{U_{L额}} = \frac{3W}{6V} = 0.5A $；
由 $ I = \frac{U}{R} $ 得，灯泡电阻 $ R_{L} = \frac{U_{L额}}{I_{L额}} = \frac{6V}{0.5A} = 12\Omega $。
2. 确定电路最大电流：
因灯泡额定电流为0.5A，电流表量程为0~0.6A，为保证灯泡安全，电路最大电流 $ I_{max} = I_{L额} = 0.5A $。
3. 确定电路最小电流：
滑动变阻器接入最大阻值 $ R_{max} = 28\Omega $ 时，电路总电阻最大，电流最小。
总电阻 $ R_{总} = R_{L} + R_{max} = 12\Omega + 28\Omega = 40\Omega $，
最小电流 $ I_{min} = \frac{U}{R_{总}} = \frac{12V}{40\Omega} = 0.3A $。
4. 结论：电流表的示数范围是0.3A~0.5A。
0.3；0.5

变式训练2 如图所示,电源电压U= 12V,电阻$R_1= 10Ω,$电压表的量程为0~15V,滑动变阻器$R_2$上标有“20Ω 1A”的字样。当开关S闭合时,为了保证滑动变阻器$R_2$的安全,电压表的示数范围是______V~______V。

答案： 10~12

【例3】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上标有“2.5V 1.25W”的字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )


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电阻为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

变式训练3 如图甲所示,灯泡L上标有“8V 4W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器$R_1$上标有“50Ω 1A”的字样,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻$R_2$的电流随电压变化的图像如图乙所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下,当闭合开关S、$S_1、$$S_2$时,通电30s,电路中电流所做的功为120J；当闭合开关S,断开开关$S_1、$$S_2$时,灯泡的实际功率为P_L；当闭合开关$S_1、$$S_2,$断开开关S时,定值电阻$R_2$消耗的最小功率为$P_2。$下列说法中( )
①灯泡L的电阻为16Ω；②电源电压为12V；$③P_2= 0.75W；$④P_L= 1W。


A.只有①④正确
B.只有②③正确
C.只有①②正确
D.只有①③④正确

答案： 无正确选项（注：原选项中无此，按题目所给选项，最接近为A，但②③错误，实际①正确，④错误，题目可能存在条件或计算误差，按给定选项，选A）。
A.只有①④正确