《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

6. 如图所示,甲、乙为两只相同的电表,闭合开关$S_{1}$、$S_{2}$时,甲、乙两表示数之比为5:3,此时通过$R_{1}$、$R_{2}$的电流之比为$1:1$,更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时甲、乙两表示数之比为$2:5$。

答案： 6. $1:1$ $2:5$ 提示:闭合开关$S{}_{1}$、$S{}_{2}$时,甲、乙两表均为电压表,$R{}_{1}$与$R{}_{2}$串联,电流相等,甲表测电源电压,乙表测$R{}_{2}$两端的电压,$R{}_{1}\colon R{}_{2}=U{}_{1}\colon U{}_{2}=(U-U{}_{2})\colon U{}_{2}=(5-3)\colon 3=2\colon 3$;当两表均为电流表时,闭合开关$S{}_{1}$、断开$S{}_{2}$,$R{}_{1}$与$R{}_{2}$并联,甲表测$R{}_{2}$的电流,乙表测干路电流,$I{}_{1}\colon I{}_{2}=R{}_{2}\colon R{}_{1}=3\colon 2$,$I{}_{\mathrm{甲}}\colon I{}_{\mathrm{乙}}=I{}_{2}\colon I=I{}_{2}\colon (I{}_{1}+I{}_{2})=2\colon (3+2)=2\colon 5$。

7. 如图所示电路中,$R_{1}= 5\Omega$,$R_{2}= 5\Omega$。当只闭合开关S,滑片P滑至a端时,电压表的示数为$U_{1}$；再闭合开关$S_{2}$时,电流表A的示数为0.5 A,则电源电压$U= $2.5V,$U_{1}= $1.25V；当开关S、$S_{1}$、$S_{2}$都闭合且滑片P在b端时,电流表A的示数为I,电流表$A_{1}的示数为I_{1}$,且$I:I_{1}= 2:1$,则滑动变阻器的最大阻值为2.5Ω。

答案： 7. 2.5 1.25 2.5 提示:闭合开关S、$S{}_{2}$时,仅$R{}_{1}$工作,电源电压$U=I{}_{1}R{}_{1}=0.5\space \mathrm{A}× 5\space \Omega =2.5\space \mathrm{V}$;当只闭合开关S,滑片P滑至a端时,$R{}_{1}$和$R{}_{2}$串联,$R{}_{\mathrm{总}}=R{}_{1}+R{}_{2}=5\space \Omega +5\space \Omega =10\space \Omega$,$I=\frac{U}{R}=\frac{2.5\space \mathrm{V}}{10\space \Omega }=0.25\space \mathrm{A}$,$U{}_{1}=IR{}_{1}=0.25\space \mathrm{A}× 5\space \Omega =1.25\space \mathrm{V}$;当开关S、$S{}_{1}$、$S{}_{2}$都闭合,滑片P在b端时,三个电阻并联,电流表A测干路电流,电流表$A{}_{1}$测$R{}_{1}$和$R{}_{2}$的电流之和,$I{}_{1}=\frac{U}{R{}_{1}}+\frac{U}{R{}_{2}}=\frac{2.5\space \mathrm{V}}{5\space \Omega }+\frac{2.5\space \mathrm{V}}{5\space \Omega }=1\space \mathrm{A}$,$I=2I{}_{1}=2× 1\space \mathrm{A}=2\space \mathrm{A}$,$I{}_{3}=I-I{}_{1}=2\space \mathrm{A}-1\space \mathrm{A}=1\space \mathrm{A}$,$R{}_{3}=\frac{U}{I{}_{3}}=\frac{2.5\space \mathrm{V}}{1\space \mathrm{A}}=2.5\space \Omega$。

8. 如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36 V,R为滑动变阻器,$R_{0}$为定值电阻,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~36 V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且电表的最大量程对应油箱的最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置,反映油量的电表示数为最大量程的$\frac{1}{3}$。则$R_{0}$阻值为60Ω,滑动变阻器的阻值变化范围为0~120Ω；当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为18V。

答案： 8. 60 0~120 18 提示:油箱内油面达到最高位置时,$R{}_{\mathrm{变}}=0$,$V$表示数为0,故反映油量的电表是A表,$R{}_{0}=\frac{U}{I{}_{\mathrm{大}}}=\frac{36\space \mathrm{V}}{0.6\space \mathrm{A}}=60\space \Omega$;油箱内油面达到最低位置时,$I{}_{\mathrm{小}}=\frac{1}{3}× 0.6\space \mathrm{A}=0.2\space \mathrm{A}$,$R{}_{\mathrm{变}\mathrm{大}}=\frac{U}{I{}_{\mathrm{小}}}-R{}_{0}=\frac{36\space \mathrm{V}}{0.2\space \mathrm{A}}-60\space \Omega =120\space \Omega$,故$R{}_{\mathrm{变}}$的阻值变化范围为0~120 Ω;滑片P在中点时,$R{}_{\mathrm{中}}=\frac{1}{2}R{}_{\mathrm{变}\mathrm{大}}=\frac{1}{2}× 120\space \Omega =60\space \Omega$,$I=\frac{U}{R{}_{\mathrm{中}}+R{}_{0}}=\frac{36\space \mathrm{V}}{60\space \Omega +60\space \Omega }=0.3\space \mathrm{A}$,$U{}_{\mathrm{变}}=IR{}_{\mathrm{中}}=0.3\space \mathrm{A}× 60\space \Omega =18\space \mathrm{V}$。

9. 物理兴趣小组为了减轻雨水期巡堤人员的工作量,设计了水位自动监测装置。如图所示,电源电压恒定,定值电阻$R_{0}= 20\Omega$,电流表量程是0~0.6 A,其示数反映水位变化。R是一个压敏电阻,其下表面所受压力每增大10 N,电阻就减小5 Ω,在它的正下方漂浮着一质量为10 kg、高4 m的圆柱形绝缘体浮标M,此时M浸入水中的深度是1 m,它所受的浮力为100N。当水位上涨,M刚好与R接触时,为警戒水位,此时电流表示数为0.15 A；当水位再上升0.8 m时,电流表示数变为0.2 A。则该装置的电源电压是24V,它能测量的最高水位高于警戒水位2.4m。(g取10 N/kg)

答案： 9. 100 24 2.4 提示:圆柱形绝缘体浮标M处于漂浮状态,所受浮力等于自身重力,则圆柱形绝缘体浮标M受到的浮力$F{}_{\mathrm{浮}}=G=mg=10\space \mathrm{k}\mathrm{g}× 10\space \mathrm{N}/\mathrm{k}\mathrm{g}=100\space \mathrm{N}$。闭合开关,两电阻串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,M刚好与$R$接触时,为警戒水位,由欧姆定律可得电源电压$U=I{}_{1}(R{}_{1}+R{}_{0})=0.15\space \mathrm{A}× (R{}_{1}+20\space \Omega )$ ①;当M漂浮时,其受到的浮力为100 N,此时M浸入的深度为1 m,则浸入深度每增加1 m,M所受的浮力就增加100 N,当水位再上升0.8 m时,压敏电阻下表面增大的压力$\Delta F{}_{\mathrm{压}}=\Delta F{}_{\mathrm{浮}}=80\space \mathrm{N}$,$R$是一个压敏电阻,其下表面所受压力每增大10 N,电阻就减小5 Ω,则$\Delta R=40\space \Omega$,此时压敏电阻的阻值$R{}_{2}=R{}_{1}-\Delta R=R{}_{1}-40\space \Omega$,由欧姆定律可得电源电压$U=I{}_{2}(R{}_{2}+R{}_{0})=0.2\space \mathrm{A}× (R{}_{1}-40\space \Omega +20\space \Omega )=0.2\space \mathrm{A}× (R{}_{1}-20\space \Omega )$ ②;由①②联立可得$U=24\space \mathrm{V}$,$R{}_{1}=140\space \Omega$。电流表量程是0~0.6 A,则通过电路的最大电流为0.6 A,此时压敏电阻的阻值$R=\frac{U}{I}-R{}_{0}=\frac{24\space \mathrm{V}}{0.6\space \mathrm{A}}-20\space \Omega =20\space \Omega$,压敏电阻阻值的最大变化量$\Delta R{}^{\prime }=R{}_{1}-R=140\space \Omega -20\space \Omega =120\space \Omega$,压敏电阻下表面所受压力的最大值$F{}_{\mathrm{压}\mathrm{最}\mathrm{大}}=\Delta F{}_{\mathrm{浮}\mathrm{最}\mathrm{大}}=240\space \mathrm{N}$,则$\Delta h{}_{\mathrm{最}\mathrm{大}}=2.4\space \mathrm{m}$。

10. (2024·重庆中考)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,定值电阻$R_{1}＞5\Omega$,滑动变阻器$R_{2}$的规格为“20 Ω 1 A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。若闭合开关S,$S_{1}$接1,在电路安全的情况下,滑动变阻器$R_{2}$允许接入电路的最大阻值为15 Ω,则电源电压为4.5V；若闭合开关S,$S_{1}$接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻$R_{1}$的阻值为40Ω。

答案： 10. 4.5 40 提示:闭合开关S,$S{}_{1}$接1时,$I{}_{\mathrm{L}}=I{}_{2}=\frac{U{}_{\mathrm{2}\mathrm{大}}}{R{}_{2}}=\frac{3\space \mathrm{V}}{15\space \Omega }=0.2\space \mathrm{A}$,此时$U{}_{\mathrm{L}}=1.5\space \mathrm{V}$,电源电压$U=U{}_{\mathrm{L}}+U{}_{2}=1.5\space \mathrm{V}+3\space \mathrm{V}=4.5\space \mathrm{V}$;闭合开关S,$S{}_{1}$接2时,若$I{}_{\mathrm{大}}=0.6\space \mathrm{A}$,则$I{}_{\mathrm{小}}=\frac{0.6\space \mathrm{A}}{1.5}=0.4\space \mathrm{A}$,此时V表的示数最大为3 V,$U{}_{1}=U-U{}_{\mathrm{V}\mathrm{大}}=4.5\space \mathrm{V}-3\space \mathrm{V}=1.5\space \mathrm{V}$,$R{}_{1}=\frac{U{}_{1}}{I{}_{\mathrm{小}}}=\frac{1.5\space \mathrm{V}}{0.4\space \mathrm{A}}=3.75\space \Omega$,因$R{}_{1}＞5\space \Omega$,故不可能;若$I{}_{\mathrm{大}}=\frac{4.5\space \mathrm{V}}{R{}_{1}}$,$I{}_{\mathrm{小}}=\frac{4.5\space \mathrm{V}}{20\space \Omega +R{}_{1}}$,则$1.5× \frac{4.5\space \mathrm{V}}{20\space \Omega +R{}_{1}}=\frac{4.5\space \mathrm{V}}{R{}_{1}}$,解得$R{}_{1}=40\space \Omega$。