《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

11. 如图甲所示,电源电压为U保持不变,$R_{0}$为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表$V_{1}的示数为U_{1}$,电压表$V_{2}的示数为U_{2}$。移动滑动变阻器滑片,得到在不同电流下的$U_{1}-I图线和U_{2}-I$图线,如图乙所示。

(1)在U-I坐标中两条图线在Q点相交,此状态下滑动变阻器连入电路的阻值是______Ω。
(2)根据图像可知电源电压$U= $______V,定值电阻$R_{0}= $______Ω。

答案：
(1)0
(2)4.5 1 提示:
(1)灯泡与滑动变阻器、R₀串联,电压表V₁测滑动变阻器和灯泡两端的电压之和,电压表V₂测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的电流减小,由U=IR可知,灯泡和R₀两端的电压均减小,则电压表V₂的示数U₂减小,滑动变阻器和灯泡两端的电压之和增大,即电压表V₁的示数U₁增大。所以上面的图线为U₁-I图线,下面的图线为U₂-I图线。由图像可知,Q点处U₁与U₂相等,则此时滑动变阻器两端的电压为零,滑动变阻器连入电路的电阻为0。
(2)当电路中的电流为零时,说明电路发生了断路,而此时U₁的示数为4.5V,这说明与电压表V₁并联的电路某处断路,此时U₁等于电源电压,即电源电压U=4.5V。由图像可知,当U₁=2.5V时,电路中的电流I=2.0A,R₀两端的电压U₀=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V,电阻R₀=U₀/I=2.0V/2.0A=1Ω。

12. 如图所示,电源电压可调,小灯泡L上标有“6 V 0.5 A”的字样(不考虑温度对灯泡电阻的影响),电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器R规格为“20 Ω 1 A”。
(1)电源电压调至6 V,闭合开关$S_{1}和S_{2}$,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A,则电压表的示数是多少？$R_{0}$的阻值是多少？
(2)电源电压调至8 V,断开开关$S_{1}$,闭合开关$S_{2}$,为了保证电路安全,求滑动变阻器阻值的变化范围。

答案：
(1)0 60Ω
(2)4Ω≤R≤7.2Ω 提示:
(1)闭合开关S₁和S₂,小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,故电压表示数为0,电流表示数I=0.6A,通过R₀的电流I₀=I-I₁=0.6A-0.5A=0.1A,电阻R₀=U₀/I₀=6V/0.1A=60Ω。
(2)电源电压调至8V,断开开关S₁,闭合开关S₂,小灯泡L与滑动变阻器R串联,为了保证电路的安全,当电压表的示数U₁=3V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最大,小灯泡L两端的电压U'₁=U-U₁=8V-3V=5V,小灯泡L的电阻Rₗ=Uₗ/Iₗ=6V/0.5A=12Ω,电路中的电流I=U'₁/Rₗ=5V/12Ω=5/12A,滑动变阻器连入电路中的最大阻值Rₘₐₓ=U₁/I=3V/(5/12A)=7.2Ω;电流表量程为0~0.6A,小灯泡允许通过的最大电流为0.5A,为了保证电路的安全,电路中的最大电流Iₘ=Iₗ=0.5A,小灯泡L两端的电压U₂=6V,滑动变阻器两端的电压Uᵣ=U-U₂=8V-6V=2V,滑动变阻器连入电路中的最小阻值Rₘᵢₙ=Uᵣ/Iₘ=2V/0.5A=4Ω,滑动变阻器的阻值变化范围为4Ω≤R≤7.2Ω。

13. 如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻$R_{1}= 10\ \Omega$,$R_{2}= 5\ \Omega$,滑动变阻器R的规格为“30 Ω 2.5 A”,电流表$A_{2}$选用0~3 A的量程,电压表选用0~15 V的量程。闭合全部开关,电流表$A_{1}$的示数为1 A。求：

(1)电源电压。
(2)若将表盘如图乙所示的电流表$A_{3}$接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,电流表$A_{3}$的指针恰好指在满偏的三分之二处,滑动变阻器接入电路的可能阻值。
(3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合开关S,在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。

答案：
(1)10V
(2)10Ω、5Ω、25Ω
(3)27.5V 提示:
(1)闭合全部开关,R₂被短路,滑动变阻器R和R₁并联,电流表A₁测R₁的电流,I₁=1A,电压表测电源电压,U=I₁R₁=1A×10Ω=10V。
(2)将电流表A₃接入电路,开关全部闭合,有两种连接方法:①当A₃串联在干路中时,由于I₁=1A,则A₃选用0~3A的量程,干路电流I=2/3×3A=2A,Iᵣ₁=I-I₁=2A-1A=1A,Rᵣ₁=U/Iᵣ₁=10V/1A=10Ω;②当电流表A₃与R串联时,可选用0~3A或0~0.6A的量程。当A₃选用0~3A的量程时,Iᵣ₂=2A,Rᵣ₂=U/Iᵣ₂=10V/2A=5Ω;当A₃选用0~0.6A的量程时,Iᵣ₃=0.4A,Rᵣ₃=U/Iᵣ₃=10V/0.4A=25Ω,故滑动变阻器可能接入电路的阻值为10Ω、5Ω、25Ω。
(3)只闭合开关S时,R和R₂串联,电压表测R两端的电压,Iₘ=2.5A,当Uᵥₘₐₓ=15V,新电源电压最大,此时U₂=IₘR₂=2.5A×5Ω=12.5V,Uₘ=Uᵥₘₐₓ+U₂=15V+12.5V=27.5V。