《2025年1课3练单元达标测试九年级物理上册苏科版》

1.(2024·山东枣庄薛城区期中)如图所示电路,电源电压保持不变,$R_{1}= 8\ \Omega$,$R_{2}= 4\ \Omega$,当开关$S_{1}$断开、$S_{2}$闭合时,电流表示数为$1.5\ \text{A}$.
(1)开关$S_{1}$、$S_{2}$都断开时,求电流表的示数.
(2)开关$S_{1}$、$S_{2}$都闭合时,电流表示数为$2\ \text{A}$,求$R_{3}$的阻值.

答案： 1.
(1)1A　
(2)24Ω
[解析]
(1)由电路图可知,开关S₁断开、S₂闭合时，电路为R₁的简单电路,R₂被短路，根据I=U/R可得电源电压U=I₁R₁=1.5A×8Ω=12V。开关S₁、S₂都断开时,R₁、R₂串联,则总电阻R=R₁+R₂=8Ω+4Ω=12Ω,所以电路中的电流为I=U/R=12V/12Ω=1A,即电流表的示数为1A。
(2)开关S₁、S₂都闭合时,R₂被短路,电路中R₁、R₃并联,则U₃=U=12V。因R₁两端的电压不变,所以通过R₁的电流为I₁=1.5A。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得,通过R₃的电流为I₃=I'-I₁=2A - 1.5A=0.5A。根据I=U/R可得R₃的阻值为R₃=U₃/I₃=12V/0.5A=24Ω。

变式1.1 如图甲所示的电路中,当闭合开关$S$后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,电源两端电压$U$保持不变,灯$L_{2}的电阻为24\ \Omega$,若灯泡的电阻恒定不变,求：
(1)灯$L_{2}$两端的电压；
(2)灯$L_{1}$的电流；
(3)灯$L_{1}$的电阻.

答案： 变式1.1
(1)4.8V　
(2)0.2A　
(3)6Ω
[解析]
(1)由题图可知,闭合开关S,灯L₁与L₂串联，电压表V₁测电源电压，电压表V₂测灯L₁两端的电压。两个电压表指针偏转角度相同，由于串联电路的总电压等于各分电压之和,所以电压表V₁所选量程应为0~15V、分度值为0.5V,其示数即电源电压为U=6V；电压表V₂所选量程应为0~3V、分度值为0.1V,其示数即L₁两端的电压为U₁=1.2V。则灯L₂两端的电压U₂=U - U₁=6V - 1.2V=4.8V。
(2)串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得,灯L₂的电流I₁=I₂=U₂/R₂=4.8V/24Ω=0.2A。
(3)根据欧姆定律可得,灯L₁的电阻R₁=U₁/I₁=1.2V/0.2A=6Ω。

变式1.2 (2024·昭通威信县二模节选)如图所示,电源电压恒定不变,电阻$R_{1}的阻值为20\ \Omega$,滑动变阻器$R_{2}的最大阻值为40\ \Omega$.小灯泡的铭牌为“$12\ \text{V}\ 0.6\ \text{A}$”；当开关$S$闭合,$S_{1}$、$S_{2}$都断开时,滑动变阻器的滑片$P$移到中点时,电流表的读数为$0.3\ \text{A}$.求：
(1)电源电压；
(2)当开关$S$、$S_{1}$、$S_{2}$都闭合,滑动变阻器的滑片$P$移到最右端时,电流表示数；
(3)若电流表的量程为$0～3\ \text{A}$,当开关$S$、$S_{1}$、$S_{2}$都闭合时,为保护所有元件安全,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围.

答案：
变式1.2
(1)12V　
(2)0.9A　
(3)5~40Ω
[解析]
(1)当S闭合,S₁、S₂都断开,滑动变阻器的滑片在中点时,等效电路如答图甲所示，此时电路总电阻R=R₁+1/2R₂=20Ω+1/2×40Ω=40Ω。由I=U/R可得，电源电压U=IR=0.3A×40Ω=12V。
　　　　　　　
(2)当开关S、S₁、S₂都闭合,滑动变阻器的滑片P移动到最右端时,电路中R₁发生短路,电路是一个由灯L和滑动变阻器R₂组成的并联电路,电流表测量干路电流,等效电路如答图乙所示。由于灯泡的额定电压为12V,则灯泡正常工作,所以通过灯泡的电流I_L=I_额=0.6A。通过滑动变阻器R₂的电流I₂=U/R₂=12V/40Ω=0.3A,所以电流表示数为I'=I_L+I₂=0.6A+0.3A=0.9A。
　　　　　　　　
(3)当开关S、S₁、S₂都闭合时,电路中R₁发生短路,灯L和滑动变阻器R₂并联。因并联电路中各支路互不影响,所以此时通过L的电流不变,I_L=0.6A。当电流表的示数达到I_大=3A时,根据并联电路电流的规律,此时通过R₂的电流最大为I₂最大=I_大 - I_L=3A - 0.6A=2.4A。此时滑动变阻器连入电路中的阻值最小,则R₂的最小阻值R₂小=U/I₂最大=12V/2.4A=5Ω；开关S、S₁、S₂都闭合时,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,滑动变阻器接入电路的最大阻值为40Ω。所以,为保护所有元件安全,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为5~40Ω。