《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

8. 如图甲所示电路,$R_{2}$为定值电阻,电源电压不变,闭合开关$S$,将滑片$P从a端移动到b$端的过程中,电流表和电压表示数变化关系如图乙所示,则滑动变阻器$R_{1}$的最大阻值为______Ω,电源电压为______V,滑片$P在b$端时,通电1 min,$R_{2}$消耗的电能为______J。

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答案： 解：由图甲知，$R_{1}$与$R_{2}$串联，电压表测$R_{1}$两端电压，电流表测电路电流。
当滑片在$a$端时，$R_{1}=0$，电压表示数为$0$，电流最大，由图乙知此时$I_{1}=0.8\,A$，则电源电压$U=I_{1}R_{2}=0.8\,A× R_{2}$。
当滑片在$b$端时，$R_{1}$最大，电压表示数最大为$U_{1}=3\,V$，电流最小为$I_{2}=0.2\,A$，则$U=U_{1}+I_{2}R_{2}=3\,V+0.2\,A× R_{2}$。
联立得：$0.8\,A× R_{2}=3\,V+0.2\,A× R_{2}$，解得$R_{2}=5\,\Omega$，电源电压$U=0.8\,A×5\,\Omega=4\,V$。
$R_{1}$最大阻值$R_{1}=\frac{U_{1}}{I_{2}}=\frac{3\,V}{0.2\,A}=15\,\Omega$。
滑片在$b$端时，$R_{2}$消耗电能$W=I_{2}^{2}R_{2}t=(0.2\,A)^{2}×5\,\Omega×60\,s=12\,J$。
15；4；12

9. 小明在做“测量小灯泡的额定功率”实验时,所用小灯泡的额定电压为2.5 V,正常工作时灯丝的电阻约为8Ω,选用两节新干电池做电源。
(1)小明设计并连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)因前面同学做实验时将小灯泡的灯丝烧断,小明没有检查直接将灯丝烧断的小灯泡正确接入电路中,闭合开关后将观察到的现象是______(将正确选项前的字母填在横线上)。
B
(3)更换同样规格的新小灯泡后,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
0.75
(4)小明在测量另一个额定电流为$I_{0}$小灯泡的额定功率实验中,电压表被损坏,设计了如图丙所示的电路,测出了小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器$R_{1}的最大阻值是R_{0}$,将以下实验步骤补充完整：
①只闭合$S和S_{1}$,调节滑动变阻器$R_{1}$滑片的位置,使电流表的示数为$I_{0}$；
②只闭合$S和S_{2}$,保持滑动变阻器$R_{1}$滑片位置不变,调节滑动变阻器$R_{2}$,使电流表的示数仍为$I_{0}$；
③______,保持滑动变阻器$R_{2}$滑片位置不变,将$R_{1}$的滑片调至最左端,记下电流表的示数为$I_{1}$；再将$R_{1}$的滑片调至最右端,记下电流表的示数为$I_{2}$；
只闭合开关S和S₂
④写出小灯泡额定功率的表达式$P= $______(用$R_{0}$、$I_{0}$、$I_{1}$、$I_{2}$表示)。
$\frac{I_{0}^{2}I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$

答案： 【解析】：
（1）题主要考查电路连接，需要根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表与灯泡并联，同时注意电流表量程选择及滑动变阻器的接法。
（2）题考查电路故障分析，当灯丝烧断时，电路断路，结合电压表和电流表的特点判断其示数情况。
（3）题考查电功率的计算，要先根据电流表量程和分度值读出电流表示数，再根据$P = UI$计算灯泡额定功率。
（4）题考查特殊方法测量小灯泡额定功率，需要通过开关的闭合与断开，调节滑动变阻器，利用等效替代法和欧姆定律来求解灯泡电阻，进而计算其额定功率。
（1）已知所用小灯泡的额定电压为$2.5V$，正常工作时灯丝的电阻约为$8\Omega$，根据$I=\frac{U}{R}$可得，灯泡正常发光时的电流约为$I=\frac{2.5V}{8\Omega}=0.3125A$，所以电流表量程选择$0 - 0.6A$。将电压表$3V$接线柱与灯泡右接线柱相连，电流表$0.6A$接线柱与灯泡左接线柱相连（滑动变阻器已接了上面一个接线柱，应再接下面一个接线柱，比如可接左下接线柱 ）。
（2）当灯丝烧断时，电路断路，电流表示数为$0$，电压表两端通过滑动变阻器、电流表与电源两极相连，所以电压表有示数，且接近电源电压，答案选B。
（3）由图乙可知，电流表量程为$0 - 0.6A$，分度值为$0.02A$，其示数为$0.3A$。根据$P = UI$，可得小灯泡的额定功率$P = 2.5V×0.3A = 0.75W$。
（4）③步骤：只闭合开关$S$和$S_{2}$，保持$R_{2}$滑片位置不变，将$R_{1}$的滑片调至最左端，此时$R_{1}$接入电路的电阻为$0$，记下电流表的示数为$I_{1}$；再将$R_{1}$的滑片调至最右端，此时$R_{1}$接入电路的电阻为$R_{0}$，记下电流表的示数为$I_{2}$。
④表达式推导：只闭合开关$S$和$S_{2}$，$R_{1}$滑片在最左端时，电路中只有$R_{2}$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可得电源电压$U = I_{1}R_{2}$；$R_{1}$滑片在最右端时，$R_{1}$与$R_{2}$串联，此时电源电压$U = I_{2}(R_{0}+R_{2})$。因为电源电压不变，所以$I_{1}R_{2}=I_{2}(R_{0}+R_{2})$，解得$R_{2}=\frac{I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$，则电源电压$U = I_{1}R_{2}=\frac{I_{1}I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$。在步骤①中，灯泡与$R_{1}$、$R_{2}$串联，电流表示数为$I_{0}$时灯泡正常发光，此时灯泡电阻$R_{L}=R_{2}-R_{0}=\frac{I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}-R_{0}=\frac{I_{2}R_{0}-I_{1}R_{0}+I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}=\frac{I_{2}(I_{1}-I_{2})-I_{1}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$（这里也可根据前面求出的$R_{2}$和$R_{1}$最大值$R_{0}$的关系，利用串联电路特点和欧姆定律推导得出$R_{L}=\frac{I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$ ）。根据$P = I^{2}R$，可得小灯泡额定功率$P = I_{0}^{2}×\frac{I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}=\frac{I_{0}^{2}I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$（也可根据$P = UI$，$U = I_{0}R_{L}$，$R_{L}=\frac{I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$推导得出$P=\frac{I_{0}^{2}I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$ ）。
【答案】：
(1)图略（将电压表$3V$接线柱与灯泡右接线柱相连，电流表$0.6A$接线柱与灯泡左接线柱相连，滑动变阻器接左下接线柱 ）
(2)B
(3)$0.75$
(4)③只闭合开关$S$和$S_{2}$；④$\frac{I_{0}^{2}I_{2}R_{0}}{I_{1}-I_{2}}$

10. 如图所示是物理实验小组探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置,两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝加热,将透明容器与U形管相连。

(1)气密性良好的U形管______不属于(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)该装置是在探究通电时间相同和______电流相同的情况下,导体产生的热量与______电阻大小是否有关的装置。
(3)实验中通过观察______U形管液面高度差的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是______D。
A. 探究电流与电压、电阻的关系
B. 研究影响蒸发快慢的因素
C. 研究光的传播时,引入“光线”
D. 研究影响电阻大小的因素时,用电流的大小来反映电阻的大小
(4)用电流表测出电路电流为1 A,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10 s内产生的热量是______100J。
(5)某实验小组发现通电一段时间后其中一个U形管中的液面高度几乎不变。检查发现容器密封良好,发生此现象的原因可能是对应电阻丝______断路(选填“短路”或“断路”)。

答案：
(1)不属于
(2)电流；电阻
(3)U形管液面高度差；D
(4)100
(5)断路