《2025年综合应用创新题典中点九年级物理上册苏科版》

1. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关$S_{1}$、$S_{2}$,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,断开$S_{2}$后,电压表示数变为2V,则$R_{2}$的阻值和电源电压分别是 (B)

A.10Ω,9V
B.20Ω,6V
C.20Ω,9V
D.10Ω,6V

答案： B 【点拨】闭合开关S₁、S₂时,电路为R₁的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,则电源的电压U=6 V，R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{6\ \text{V}}{0.6\ \text{A}}$=10 Ω,故A、C不正确;断开S₂后,两电阻串联,电压表测R₁两端的电压,电流表测电路中的电流,R₂两端的电压U₂=U-U₁=6 V-2 V=4 V,I'=$\frac{U₁}{R₁}$=$\frac{U₂}{R₂}$,即$\frac{2\ \text{V}}{10\ \Omega}$=$\frac{4\ \text{V}}{R₂}$,解得:R₂=20 Ω,故B正确、D不正确。

2. [2024·天津改编]如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合$S_{1}和S_{2}$,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合$S_{1}$、断开$S_{2}$,a表示数为0.4(单位为A或V)。则 ( B )

A.$R_{1}$的电阻为5Ω
B.$R_{2}$的电阻为7.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为6V
D.后一种情况中b表的示数为1.2A

答案： B 【点拨】当a、b同为电流表时,闭合S₁和S₂,电路被短路,不符合题意;当a、b同为电压表时,闭合S₁和S₂,电压表a测量R₁和R₂的总电压为3 V,电路的总电压为3 V,C错误;电压表b测量R₂的电压为1 V,R₁两端的电压U₁=3 V-1 V=2 V,将a、b换为电流表,闭合S₁、断开S₂,两电阻并联,电流表b测量干路的总电流,电流表a测量流过R₂的电流为0.4 A,则电阻R₂的阻值R₂=$\frac{U}{I₂}$=$\frac{3\ \text{V}}{0.4\ \text{A}}$=7.5 Ω,B正确;当a、b同为电压表时,闭合S₁和S₂,两电阻串联,电流I=$\frac{U₂}{R₂}$=$\frac{1\ \text{V}}{7.5\ \Omega}$=$\frac{2}{15}$ A,电阻R₁=$\frac{U₁}{I}$=$\frac{2\ \text{V}}{\frac{2}{15}\ \text{A}}$=15 Ω,A错误;后一种情况中,电流表a测量流过R₂的电流为0.4 A,流过R₁的电流I₁=$\frac{U}{R₁}$=$\frac{3\ \text{V}}{15\ \Omega}$=0.2 A,电流表b测电路总电流,示数为I₈=I₁+I₂=0.2 A+0.4 A=0.6 A,D错误。

3. [2023·泰州]如图甲所示电路,开关$S_{1}$、$S_{2}$闭合后两电流表的指针指在同一位置,示数如图乙所示,则通过$R_{1}$的电流为1.44A,两电阻之比$R_{1}:R_{2}= $1∶4;只断开开关$S_{2}$,电流表$A_{1}$的示数将变小(填“变大”“变小”或“不变”)。

答案： 1.44;1∶4;变小 【点拨】当闭合开关S₁、S₂后,两电阻并联,电流表A₁测干路电流,电流表A₂测电阻R₂电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表指针的偏转相同,所以,电流表A₂的量程为0~0.6 A,示数为0.36 A,即通过R₂的电流I₂=0.36 A,电流表A₁的量程为0~3 A,示数为1.8 A,即干路电流I=1.8 A,则通过R₁的电流I₁=I-I₂=1.8 A-0.36 A=1.44 A。两电阻的阻值之比$\frac{R₁}{R₂}$=$\frac{I₂}{I₁}$=$\frac{0.36\ \text{A}}{1.44\ \text{A}}$=$\frac{1}{4}$。只断开开关S₂时,只有R₂工作,电流表A₁测通过R₂的电流I₂,因为I₂＜I,所以,电流表A₁的示数变小。

4. 如图所示的电路中$R_{1}:R_{2}= 1:2$,当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两电压表示数之比为3∶2;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两电流表示数之比为1∶3。

答案： 3∶2;1∶3 【点拨】当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R₂两端的电压,串联电路的电流处处相等,根据U=IR可知,两表示数之比为Uₐ∶Uᵦ=U∶U₂=(R₁+R₂)∶R₂=(1+2)∶2=3∶2。当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两电阻并联,电流表甲测量通过R₂的电流,电流表乙测量干路电流,两表示数之比为Iₐ∶Iᵦ=$\frac{U}{R₂}$∶($\frac{U}{R₁}$+$\frac{U}{R₂}$)=$\frac{U}{2R₁}$∶($\frac{U}{R₁}$+$\frac{U}{2R₁}$)=1∶3。

5. [2024·重庆]如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻$R_{1}$大于5Ω,滑动变阻器$R_{2}$的规格为“20Ω 1A”,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,变阻器$R_{2}$允许接入电路的最大阻值为15Ω,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： 4.5;40 【点拨】当闭合开关S、S₁接1时,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端电压,根据串联分压知识可知,变阻器阻值越大,分压越多,电压表量程为0~3 V,则变阻器最大分压为3 V,故变阻器两端电压为3 V,通过变阻器的电流I₁=$\frac{U₁}{R₁}$=$\frac{3\ \text{V}}{15\ \Omega}$=0.2 A。由图乙可知,当通过灯泡的电流为0.2 A时,其两端的电压为1.5 V,则电源电压U=Uₗ+U₂=1.5 V+3 V=4.5 V。若闭合开关S、S₁接2,定值电阻和变阻器串联,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流。当变阻器阻值最大时,电源电压(R₁+Rₓ)×Iₛₘₐₗₗ=4.5 V ①,当变阻器阻值最小,即接入电路的阻值为0时,电路中电流最大,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电源电压R₁×1.5Iₛₘₐₗₗ=4.5 V ②,联立①②式解得:R₁=40 Ω,Iₛₘₐₗₗ=0.075 A,故R₁的阻值为40 Ω。

6. [2024·南京六合区月考]在如图所示的电路中,电源电压$U= 5V$,小灯泡L标有“5V 0.5A”字样(电阻不变),电流表的量程为0~0.6A。电压表的量程为0~3V,滑动变阻器$R_{3}$的最大阻值为20Ω,灯泡L的电阻为______Ω,闭合开关$S_{1}$、$S_{2}和S_{3}$时,通过$R_{1}$的电流为0.3A,则电路的总电阻为______Ω;若换6V的电源,只闭合开关$S_{2}$,在不损坏各元件的情况下,$R_{3}$的阻值变化范围为______。

106.252~10 Ω

答案： 10;6.25;2~10 Ω 【点拨】灯泡电阻Rₗ=$\frac{U₂}{I₂}$=$\frac{5\ \text{V}}{0.5\ \text{A}}$=10 Ω。闭合开关S₁、S₂和S₃时,滑动变阻器短路,灯泡与定值电阻并联,灯泡正常发光,则通过灯泡的电流I₂=0.5 A,干路电流I=I₁+I₂=0.3 A+0.5 A=0.8 A,电路总电阻R₈=$\frac{U}{I}$=$\frac{5\ \text{V}}{0.8\ \text{A}}$=6.25 Ω。若换6 V的电源,只闭合开关S₂时,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,灯泡的额定电流为0.5 A,电流表的量程为0~0.6 A,所以,电路中的最大电流Iₖ=0.5 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻R₈'=$\frac{U'}{Iₖ}$=$\frac{6\ \text{V}}{0.5\ \text{A}}$=12 Ω,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R₃ₘᵢₙ=R₈'-Rₗ=12 Ω-10 Ω=2 Ω。当电压表的示数U₃=3 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,L两端的电压U₂'=U'-U₃=6 V-3 V=3 V,电路中的最小电流Iₛₘₐₗₗ=$\frac{U₂'}{Rₗ}$=$\frac{3\ \text{V}}{10\ \Omega}$=0.3 A,滑动变阻器接入电路中的最大阻值R₃ₘₐₓ=$\frac{U₃}{Iₛₘₐₗₗ}$=$\frac{3\ \text{V}}{0.3\ \text{A}}$=10 Ω,所以R₃的阻值变化范围为2~10 Ω。