《2025年初中必刷题九年级物理上册沪粤版》

8[2024河北石家庄期末,偏难]某实验小组利用如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡正常发光时两端电压为3.8V,电源电压恒为6V。
(1)他们连接的电路有接线错误,请你在错误的连线上画“×”并补画出正确的连线。
(2)连好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片$P$,当电压表的示数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为____Ω。
(3)小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值约为____Ω(结果保留一位小数)。
【拓展】完成上述实验后,他们又找来了两个开关和一个最大阻值为$R的滑动变阻器R_{1}$,设计了不用电流表也能测量出这个小灯泡正常发光时的电阻的电路,如图丙所示,请你将操作步骤补充完整,并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式。

①只闭合$S和S_{1}$,____,此时小灯泡正常发光。
②只闭合$S和S_{2}$,____。
③____,记录电压表的示数$U'$。
④电源电压用$U$表示,则小灯泡正常发光时的电阻$R_{L}= $____(用已知量和测量量的符号表示)。

答案：
8.
(1)如图所示(答案不唯一)
(2)10
(3)5.8 【拓展】①调节$R_{1}$の滑片,使电压表の示数为3.8V ②保持$R_{1}$滑片の位置不动,调节$R_{0}$の滑片,使电压表の示数仍为3.8V ③保持$R_{0}$滑片の位置不动,将$R_{1}$の滑片调至最右端 ④$\frac{U'R}{U - U'}$

【解析】
(1)原电路中,滑动变阻器连接两个上接线柱,应该改为"一上一下"连接｡
(2)电流表の量程为"0~0.6A",分度值为0.02A,示数为0.38A,根据$I=\frac{U}{R}$得,小灯泡正常发光时の电阻$R_{灯}=\frac{U_{L}}{I_{L}}=\frac{3.8V}{0.A}=10Ω$｡
(3)小灯泡正常发光时,由串联电路の电压规律及欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路の阻值为$R_{滑}=\frac{U_{总}-U_{L}}{I_{L}}=\frac{6V - 3.8V}{0.38A}\approx5.8Ω$｡【拓展】①只闭合S和$S_{1}$,调节$R_{1}$の滑片,使电压表の示数为3.8V,此时小灯泡正常发光｡②只闭合S和$S_{2}$,保持$R_{1}$滑片の位置不动,调节$R_{0}$の滑片,使电压表の示数仍为3.8V,此时$R_{0}$两端の电压等于小灯泡正常发光时两端の电压,$R_{0}$连入电路の电阻等于小灯泡正常发光时の电阻,这用到了等效替代法｡③保持$R_{0}$滑片の位置不动,将$R_{1}$の滑片调至最右端,此时滑动变阻器$R_{1}$连入电路の电阻最大,记录电压表の示数$U'$｡④电源电压用U表示,③中将$R_{1}$の滑片调至最右端时,$R_{1}$两端の电压为$U - U'$,电路中の电流为$I=\frac{U - U'}{R}$,此时滑动变阻器$R_{0}$接入电路の电阻等于小灯泡正常发光时の电阻,即$R_{L}=\frac{U'}{I}=\frac{U'R}{U - U'}$｡

9[中]小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时,找来一支铅笔芯,测量其长度,并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。通过移动回形针,改变并测量铅笔芯接入电路的长度,实验时发现电流表损坏,他设计了图甲所示电路测量电阻。
(1)正确连好电路,闭合开关$S$,将开关$S_{1}先拨至b$。移动滑动变阻器滑片$P$,使电压表示数为$U$。
(2)再将$S_{1}拨至a$,调节电阻箱旋钮至图乙位置,观察到电压表示数略大于$U$,他把“×1”挡的旋钮又旋了一格,发现电压表示数略小于$U$,此时他不应该(填“应该”或“不应该”)再调节滑动变阻器的滑片。
(3)推断铅笔芯接入电路的阻值为14Ω~15Ω(填写范围)。

答案： 9.
(2)不应该
(3)14Ω~15Ω
【解析】
(2)如图甲,当S闭合,$S_{1}$拨至b时,$R_{铅}$与滑动变阻器R串联,电压表测$R_{铅}$两端の电压｡再将$S_{1}$拨至a,电阻箱$R_{0}$与滑动变阻器R串联,电压表测$R_{0}$两端の电压｡如图乙,电阻箱读数为15Ω,电压表の示数大于U,根据串联电路の分压原理可得:$R_{铅}＜15Ω$;把"×1"挡旋转一格,即电阻箱接入电路の阻值为14Ω或16Ω,电压表の示数小于U,则电阻箱接入电路の阻值为14Ω,$R_{铅}＞14Ω$,使用等效替代法,要控制其他量一致,故此时不应该调节滑动变阻器の滑片｡
(3)由以上分析知,铅笔芯接入电路の阻值范围是14Ω~15Ω｡