《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

2.(2024·济宁)如图所示是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是(AD)

A.甲为灯泡L的图线
B.当电压为0时,L与R的阻值均为0
C.将L和R并联在6 V的电源两端,电路总电阻为36 Ω
D.将L和R串联在6 V的电源两端,L的功率为0.24 W

答案： 解：A. 定值电阻R的I-U图像为过原点的直线，灯泡L的电阻随温度升高而增大，I-U图像为曲线。由图知甲为曲线，乙为直线，故甲为灯泡L的图线，A正确。
B. 电阻是导体本身的性质，与电压无关，当电压为0时，L与R的阻值不为0，B错误。
C. 并联在6V电源两端时，L和R两端电压均为6V。由图知，此时通过L的电流I_L=1.0A，通过R的电流I_R=0.1A，总电流I=I_L+I_R=1.1A，总电阻R_总=U/I=6V/1.1A≈5.45Ω，C错误。
D. 串联在6V电源两端时，电流I相同，U_L+U_R=6V。由图知，当I=0.2A时，U_L=1.2V，U_R=4.8V，满足1.2V+4.8V=6V。L的功率P_L=U_LI=1.2V×0.2A=0.24W，D正确。
答案：AD

3.(2024·凉山州)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,滑动变阻器R1的规格为“50 Ω,0.5 A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图像(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是(AC)

A.电源电压为12 V
B.R0的阻值为15 Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10~50 Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9 W

答案： 解：由图甲知，$R_0$与$R_1$串联，电压表测$R_1$两端电压，电流表测电路电流。
1. 设电源电压为$U$，由图乙取两组数据：当$R_1=10\Omega$时，$I=0.3A$；当$R_1=50\Omega$时，$I=0.1A$。
根据串联电路电压规律$U=I(R_0 + R_1)$，得：
$ \begin{cases} U=0.3A×(R_0 + 10\Omega) \\ U=0.1A×(R_0 + 50\Omega) \end{cases} $
解得$U=12V$，$R_0=30\Omega$。故A正确，B错误。
2. 电路安全条件：
电流限制：电流表量程$0 - 0.6A$，$R_1$允许最大电流$0.5A$，故最大电流$I_{max}=0.3A$（由图乙，$R_1=10\Omega$时$I=0.3A$，此时$I$未超$0.5A$，若$R_1$更小，$I$会更大，需验证）。
电压限制：电压表量程$0 - 15V$，$U_1=IR_1\leq15V$。当$R_1=50\Omega$时，$U_1=0.1A×50\Omega=5V\leq15V$，安全。
最小$R_1$对应最大电流，$I_{max}=\frac{U}{R_0 + R_1{min}}=0.3A$时，$R_1{min}=10\Omega$（若$I=0.5A$，$R_1=\frac{12V}{0.5A}-30\Omega=-6\Omega$，不可能），故$R_1$范围$10\Omega - 50\Omega$，C正确。
3. 滑动变阻器功率$P_1=I^2R_1=(\frac{U}{R_0 + R_1})^2R_1$，将$U=12V$，$R_0=30\Omega$代入，当$R_1=R_0=30\Omega$时，$P_1$最大。此时$I=\frac{12V}{30\Omega + 30\Omega}=0.2A$，$P_1=0.2A^2×30\Omega=1.2W$，D错误。
答案：AC

4.(2024·河南)图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10 Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2 A,则电源电压为2V,干路电流为0.45A,此时灯泡L的电功率为0.5W。

答案： 解：由图乙可知，电阻R与灯泡L并联，电流表测通过R的电流。
1. 电源电压：
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，可得电阻R两端的电压 $ U_R = I_R R = 0.2A × 10\Omega = 2V $。
因为并联电路各支路两端电压相等，所以电源电压 $ U = U_R = U_L = 2V $。
2. 干路电流：
由图甲可知，当灯泡L两端电压 $ U_L = 2V $ 时，通过灯泡的电流 $ I_L = 0.25A $。
并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流 $ I = I_R + I_L = 0.2A + 0.25A = 0.45A $。
3. 灯泡L的电功率：
根据 $ P = UI $，可得 $ P_L = U_L I_L = 2V × 0.25A = 0.5W $。
答案：2；0.45；0.5。

5.(2024·达州)如图甲所示,将定值电阻R1与规格为“40 Ω,2 A”的滑动变阻器R2连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片P,R2的电功率P与其连入电路电阻R之间的变化图像如图乙所示。则电源电压U= 24V,R1的阻值为20Ω,电路的最大电功率为28.8W。

答案： 解：由图甲知，R₁与R₂串联。
串联电路电流$I = \frac{U}{R_{1}+R_{2}}$，R₂的电功率$P = I^{2}R_{2}=(\frac{U}{R_{1}+R_{2}})^{2}R_{2}$。
由图乙，当$R_{2}=10\Omega$时，$P = 6.4W$，则$6.4W=(\frac{U}{R_{1}+10\Omega})^{2}×10\Omega$——①
当$R_{2}=20\Omega$时，$P = 7.2W$，则$7.2W=(\frac{U}{R_{1}+20\Omega})^{2}×20\Omega$——②
①÷②得：$\frac{6.4}{7.2}=\frac{10(R_{1}+20)^{2}}{20(R_{1}+10)^{2}}$，化简得$\frac{8}{9}=\frac{(R_{1}+20)^{2}}{2(R_{1}+10)^{2}}$，$\frac{(R_{1}+20)^{2}}{(R_{1}+10)^{2}}=\frac{16}{9}$，$\frac{R_{1}+20}{R_{1}+10}=\frac{4}{3}$，解得$R_{1}=20\Omega$。
将$R_{1}=20\Omega$代入①：$6.4W=(\frac{U}{20\Omega + 10\Omega})^{2}×10\Omega$，解得$U = 24V$。
电路最大电功率$P_{max}=\frac{U^{2}}{R_{1}+R_{2min}}$，R₂最小为0（滑片在最左端），$P_{max}=\frac{(24V)^{2}}{20\Omega}=28.8W$。
答案：24；20；28.8。

6. 电阻式传感器被广泛应用于测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻,一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当控制其阻值从0变为60 Ω,测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示,已知电源电压恒定不变。求：

(1)当通过传感器的电流为0.1 A时,P1的值；
(2)R0的阻值；
(3)电源电压；
(4)电路消耗的最大功率。

答案： 解：由图甲可知，R与R₀串联，电流表测电路电流，电压表测R两端电压。
（1）设电源电压为U，当通过传感器的电流I₁=0.1A时，传感器电阻为R₁，根据串联电路电压规律有U=I₁(R₁+R₀)，传感器功率P₁=I₁²R₁。
当电流I₂=0.5A时，传感器电阻为R₂，此时传感器阻值从0变为60Ω，推测此时R₂可能为0（因电流最大），则U=I₂R₀=0.5A×R₀。
联立U=0.1A×(R₁+R₀)和U=0.5A×R₀，可得0.5R₀=0.1(R₁+R₀)，解得R₁=4R₀。
又因为传感器阻值最大为60Ω，当R=60Ω时，电流最小，设此时电流为I₃，U=I₃(60Ω+R₀)，功率P₃=I₃²×60Ω。由图像知I=0.5A为最大电流，故R=0时I=0.5A，U=0.5R₀。
当I=0.1A时，R₁=U/I₁ - R₀=0.5R₀/0.1 - R₀=5R₀ - R₀=4R₀。若R₁最大为60Ω，则4R₀=60Ω，R₀=15Ω，U=0.5×15Ω=7.5V。
此时P₁=I₁²R₁=(0.1A)²×60Ω=0.6W。
（2）由上述推理，R₀=15Ω。
（3）电源电压U=0.5A×R₀=0.5A×15Ω=7.5V。
（4）电路消耗的最大功率P=UI，当电流最大I=0.5A时，P=7.5V×0.5A=3.75W。
答案：（1）0.6W；（2）15Ω；（3）7.5V；（4）3.75W。