《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

11. 在如图所示的电路中,电源电压为6 V不变,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”字样。若电流表选用0~0.6 A量程、电压表选用0~3 V量程,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数的最大变化量为0.2 A。
(1)移动滑动变阻器的滑片P,发现当电流最小时滑动变阻器无法达到20 Ω,求此时电压表的示数$U_{2}$。
(2)通过计算求出电阻$R_{1}$可能的阻值。

答案：
(1)$3\ \text{V}$
(2)$7.5\ \Omega$、$15\ \Omega$ 提示:
(1)移动滑动变阻器的滑片$\text{P}$，当电流最小时滑动变阻器无法达到$20\ \Omega$，此时电压表示数已达到最大量程，即电压表示数$U_{2}=3\ \text{V}$。
(2)当电压表示数为$3\ \text{V}$时电路中的电流最小，$I_{\text{小}}=\frac{U_{1}}{R_{1}}=\frac{6\ \text{V}-3\ \text{V}}{R_{1}}=\frac{3\ \text{V}}{R_{1}}$；若电路中的最大电流$I_{\text{大}}=0.6\ \text{A}$，因移动滑动变阻器的滑片$\text{P}$，电流表示数的最大变化量为$0.2\ \text{A}$，$I_{\text{大}}-I_{\text{小}}=0.6\ \text{A}-\frac{3\ \text{V}}{R_{1}}=0.2\ \text{A}$，解得:$R_{1}=7.5\ \Omega$；若电路中的最大电流$I_{\text{大}}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{6\ \text{V}}{R_{1}}＜0.6\ \text{A}$，则$I_{\text{大}}-I_{\text{小}}=\frac{6\ \text{V}}{R_{1}}-\frac{3\ \text{V}}{R_{1}}=\frac{3\ \text{V}}{R_{1}}=0.2\ \text{A}$，解得:$R_{1}=15\ \Omega$，故$R_{1}$可能的阻值为$7.5\ \Omega$、$15\ \Omega$。

12. 小白和小沙通过实验探究“电流与电压、电阻的关系”。

(1)小白采用了如图所示的电路进行实验,其中电源电压为4.5 V、定值电阻阻值为5 Ω、滑动变阻器的规格$R_{1}$“10 Ω 1.5 A”、$R_{2}$的规格为“30 Ω 1 A”。
①当他准备闭合开关时,小沙拦住了他,说接线有一处错误,请在图中将连接错误的导线打“×”,并用笔画线画出正确连接的导线。
②正确连接电路后进行“探究电流与电压的关系”的实验,实验中滑动变阻器的主要作用：一是保护电路；二是改变定值电阻两端的______。
③实验数据记录如表一所示,实验时发现无论如何调节滑动变阻器,电压表都不能达到1.0 V,说明他选用的滑动变阻器的规格是______(填“$R_{1}$”或“$R_{2}$”)。换用另一只滑动变阻器后完成了实验,表一中没有记录的数据是______。
表一
|U/V|3.0|2.0|1.0|
|I/A|0.60|0.40|______|

(2)小沙利用小白的实验电路继续实验,在“探究电流与电阻的关系”时,分别将5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻接入电路,记录数据如表二所示。
表二
|R/Ω|5|10|20|
|I/A|0.40|0.20|0.10|

①分析表二的数据,得出该实验的结论：当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比。
②当他用5 Ω的电阻进行实验后,再换10 Ω的电阻接入电路,应移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数达到______V；若他还想继续进行该实验,则应选择定值电阻的范围为______Ω(结果保留1位小数)。

答案：

(1)①如图所示 ②电压 ③$R_{1}$ $0.20$
(2)①反 ②2 $3.3\sim24$

提示:
(1)①图中电流表和定值电阻并联是错误的，改成串联接入电路，如图所示。②探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用除保护电路外，还起到改变定值电阻两端电压的作用；③由表一可知，电压和电流的比值为定值，所以实验所用定值电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{3\ \text{V}}{0.6\ \text{A}}=5\ \Omega$，电源电压为$4.5\ \text{V}$，定值电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值全部接入电路时，定值电阻两端电压最小，当定值电阻两端电压为$1\ \text{V}$时，滑动变阻器两端电压为$4.5\ \text{V}-1\ \text{V}=3.5\ \text{V}$，由串联分压可知，$\frac{5\ \Omega}{R_{\text{变}}}=\frac{1\ \text{V}}{3.5\ \text{V}}$，解得$R_{\text{变}}=17.5\ \Omega$；所以当滑动变阻器的最大阻值为$10\ \Omega$时，无论怎样调节滑动变阻器，定值电阻两端的电压都不可能达到$1\ \text{V}$；第三组实验电流$I_{3}=\frac{U_{3}}{R}=\frac{1\ \text{V}}{5\ \Omega}=0.20\ \text{A}$。
(2)①通过实验得出结论:当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；②根据串联分压原理可知，将定值电阻由$5\ \Omega$改接成$10\ \Omega$，其分得的电压变大，探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，使电压表示数仍为$2\ \text{V}$；根据串联分压可知$\frac{U_{R}}{U_{\text{变}}}=\frac{R}{R_{\text{变}}}$，当滑动变阻器接入阻值最大时，$\frac{2\ \text{V}}{2.5\ \text{V}}=\frac{R_{\text{大}}}{30\ \Omega}$，解得$R_{\text{大}}=24\ \Omega$；由于电流表选择小量程，所以电路最大电流为$0.6\ \text{A}$，故最小电阻的阻值为$R_{\text{小}}=\frac{U}{I}=\frac{2\ \text{V}}{0.6\ \text{A}}\approx3.3\ \Omega$。