《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

13. 如图甲所示,一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过小灯泡L、电阻R的电流随其两端电压变化的关系如图乙所示。由图可知,定值电阻R的阻值为10Ω；当把这个工具接在电压为2 V的电路两端,通过该工具的总电流为0.8A,此时工具的总电阻为2.5Ω。

答案： 解：
1. 由图乙可知，当定值电阻R两端电压U=4V时，通过的电流I=0.4A，根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$，可得$R=\frac{U}{I}=\frac{4V}{0.4A}=10\Omega$。
2. 当工具接在2V电路两端时，因并联电路各支路电压相等，所以灯泡L和电阻R两端电压均为2V。由图乙可知，此时通过L的电流$I_{L}=0.6A$，通过R的电流$I_{R}=0.2A$，总电流$I=I_{L}+I_{R}=0.6A + 0.2A=0.8A$。
3. 此时工具总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.8A}=2.5\Omega$。
10；0.8；2.5

14. 甲、乙两个定值电阻,甲标有“40 Ω 24 V”,乙标有“20 Ω 10 V”。现把它们串联起来,为保证电阻工作安全,则两个定值电阻的总电压为30V。现把它们并联起来,为保证电阻工作安全,电源允许最大电压为10V,则干路中允许通过的最大电流为0.75A。

答案： 解：串联时：
甲电阻允许通过的最大电流$I_{甲}=\frac{U_{甲}}{R_{甲}}=\frac{24V}{40\Omega}=0.6A$
乙电阻允许通过的最大电流$I_{乙}=\frac{U_{乙}}{R_{乙}}=\frac{10V}{20\Omega}=0.5A$
串联电路电流处处相等，为保证安全，电路最大电流$I=I_{乙}=0.5A$
总电阻$R=R_{甲}+R_{乙}=40\Omega + 20\Omega=60\Omega$
总电压$U=IR=0.5A×60\Omega = 30V$
并联时：
并联电路各支路电压相等，为保证安全，电源最大电压$U=U_{乙}=10V$
此时通过甲的电流$I_{甲}'=\frac{U}{R_{甲}}=\frac{10V}{40\Omega}=0.25A$
通过乙的电流$I_{乙}'=I_{乙}=0.5A$
干路电流$I'=I_{甲}'+I_{乙}'=0.25A + 0.5A=0.75A$
30；10；0.75

15. (1) 如图所示是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,请完成该电路的连接。

(2) 如图所示,请在图中画出通过定值电阻电流与两端电压的关系图像,已知定值电阻的阻值为10 Ω。

(3) 某学校大门安装了“人脸识别测温门禁一体机”,如图甲所示。要求人脸数据识别成功($ S_1 $闭合),且体温不高于37.3℃($ S_2 $闭合)才能把门锁(由电动机M控制)打开,请把这种一体机的电路图(图乙)连接完整。

答案：
(1) 解：将电源正极与开关S连接，开关S另一端与灯泡连接，灯泡另一端与电位器接线柱b连接，电位器接线柱c与电源负极连接。
(2) 解：根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$，$R=10\Omega$。当$I=0.2A$时，$U=IR=0.2A×10\Omega = 2V$；当$I = 0.4A$时，$U=0.4A×10\Omega=4V$；当$I = 0.6A$时，$U=0.6A×10\Omega = 6V$。在坐标图中描出(0.2,2)、(0.4,4)、(0.6,6)三点，用直线连接。
(3) 解：将电源正极与$S_1$一端连接，$S_1$另一端与$S_2$一端连接，$S_2$另一端与电动机M一端连接，电动机M另一端与电源负极连接。

16. 在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3 V保持不变。
(1) 请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右端滑动时,电流表的示数变大。
(2) 检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3 V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 定值电阻R断路。
(3) 排除故障后,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I-U图像,如图乙所示。由图像可得实验结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4) 实验结束后,小卓同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行电流与电压关系的实验探究,你认为这个实验操作 不可行(选填“可行”或“不可行”),原因是 小灯泡的电阻会随温度的变化而变化，不是一个定值。

答案： 【解析】：
(1) 在进行“探究电流与电压关系”的实验时，需要确定电路的连接方式，要求滑片P向右端滑动时，电流表的示数变大，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，即滑动变阻器应接右下接线柱，同时电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，由图乙可知，电压表选择小量程$0\sim3V$，电流表选择小量程$0\sim0.6A$。
(2) 闭合开关后，电流表几乎无示数，说明电路可能存在断路故障，电压表示数接近$3V$，移动滑片P，两电表示数均无变化，说明电压表与电源两极连通，则与电压表并联的部分断路，即电路故障可能是定值电阻$R$断路。
(3) 分析定值电阻$R$的$I - U$图像，图像为一条过原点的直线，说明通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，由此可得实验结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4) 用小灯泡来代替定值电阻进行电流与电压关系的实验探究不可行，因为小灯泡的电阻会随温度的变化而变化，不是一个定值，无法探究电流与电压的定量关系。
【答案】：
(1) 图略（将滑动变阻器右下接线柱与定值电阻右接线柱相连，电流表选择$0\sim0.6A$量程与定值电阻串联，电压表选择$0\sim3V$量程与定值电阻并联）
(2) 定值电阻$R$断路
(3) 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4) 不可行；小灯泡的电阻会随温度的变化而变化，不是一个定值