《2025年课时训练九年级物理上册苏科版江苏人民出版社》

8 如图所示,电源电压为 9 V,定值电阻 R 为 10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 50 Ω,电流表量程是 0~0.6 A,电压表量程是 0~3 V,为了保证电路中所有元件安全,滑动变阻器的阻值变化范围只能为______.

答案： 20~50Ω

9 如图甲所示的电路中$,R_1$为定值电阻$,R_2$为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关 S 后,滑片 P 从 a 端移动到 b 端,电流表示数 I 与电压表示数 U 的变化关系如图乙所示,则电源电压为$______V,R_1$的阻值为______Ω.

答案： 6 5

10 (2024·泰州海陵区一模)在课外实践制作活动中,小红将量程为 0~3 V 的电压表改装成一个测量质量的电子秤,电路如图甲所示.电源电压恒为 6 V,电阻 R₀为 60 Ω,压敏电阻$ R_1$的阻值随压力变化如图乙所示.O 点是杠杆 OAB 的支点,托盘固定在 B 点,AO∶BO= 1∶4,托盘及杠杆组件的质量忽略不计,g 取 10 N/kg.

(1)该电子秤最大测量值是______kg,由推理可知电子秤的刻度______(填“均匀”或“不均匀”).
(2)要增大电子秤的量程,有以下改进方法：①只将托盘固定的 B 点移至 C 点；②只将 R₀换成阻值为 120 Ω 的电阻；③只将电源电压调为 4.5 V.能实现的方法是______(填序号).

答案：
(1)10 不均匀
(2)①、③ [解析]本题考查杠杆平衡条件,欧姆定律,串联电路电压分配规律,考查学生利用物理知识解决实际问题的能力.
(1)物体质量越大,压敏电阻阻值越小,电压表示数越大,因此,当电压表示数为3V时,物体质量最大,此时压敏电阻两端电压也为3V,$R_{1}=R_{0}=60Ω$,由图乙可知,此时压敏电阻受到的压力为400N,根据杠杆平衡条件,B端所受压力为$F=\frac{F_{A}\cdot l_{OA}}{l_{OB}}=\frac{400N}{4}=100N$,电子秤最大测量值为$m_{最大}=\frac{G_{最大}}{g}=\frac{F}{g}=\frac{100N}{10N/kg}=10kg$,由于电压表示数可表示为$U_{0}=\frac{U}{R_{1}+R_{0}}R_{0}$,而$R_{1}$与质量(或重力)成一次函数关系,所以$U_{0}$与质量不成正比,也不是一次函数关系,因此电子秤的刻度不均匀.
(2)将托盘固定点从B点移动到C点,称量相同物体时,对压敏电阻的压力减小,压敏电阻阻值增大,根据串联分压原理,定值电阻两端电压减小,电压表示数减小,可以实现增大量程的目的;只将$R_{0}$换成120Ω的电阻,当电压表示数为3V时,压敏电阻阻值也增大为120Ω,电子秤量程减小;只将电源电压调为4.5V,当电压表示数为3V时,压敏电阻阻值为30Ω,压力增大,电子秤量程增大,也可以达到增大量程的目的,故选①、③.

11 在如图甲所示的电路中,R₀为定值电阻,R 为滑动变阻器,电源电压保持不变.只闭合开关 S 和$ S_1,$将滑动变阻器的滑片 P 从 a 端移动至 b 端的过程中,电流表示数 I 与电压表示数 U 的变化关系如图乙所示.闭合开关 S、$S_1$和$ S_2,$将滑动变阻器的滑片 P 移到 b 端时小灯泡正常发光,此时电流表的示数为 0.8 A.求：
(1)滑动变阻器的最大阻值.
(2)定值电阻 R₀的阻值和电源电压.
(3)小灯泡正常发光时的电阻.

答案：
(1)20Ω
(2)10Ω 6V
(3)30Ω [解析]
(1)由电路图可知,只闭合开关S和$S_{1}$,R与$R_{0}$串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知,电路中的最小电流$I_{1}=0.2A$,滑动变阻器两端的最大电压$U_{大}=4V$,由$I=\frac{U}{R}$可得,滑动变阻器的最大阻值$R=\frac{U_{大}}{I_{1}}=\frac{4V}{0.2A}=20Ω$.
(2)只闭合开关S和$S_{1}$,且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R与$R_{0}$串联,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压$U=I_{1}(R_{0}+R)=0.2A×(R_{0}+20Ω)$;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为$R_{0}$的简单电路,电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流$I_{2}=0.6A$,则电源的电压$U=I_{2}R_{0}=0.6A×R_{0}$.因电源电压不变,所以$0.2A×(R_{0}+20Ω)=0.6A×R_{0}$,解得$R_{0}=10Ω$,电源电压$U=I_{2}R_{0}=0.6A×10Ω=6V$.
(3)闭合开关S、$S_{1}$和$S_{2}$,将滑动变阻器的滑片P移到b端时,$R_{0}$与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过$R_{0}$的电流$I_{0}=\frac{U}{R_{0}}=\frac{6V}{10Ω}=0.6A$,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯泡的电流$I_{L}=I-I_{0}=0.8A-0.6A=0.2A$,则小灯泡正常发光时的电阻$R_{L}=\frac{U}{I_{L}}=\frac{6V}{0.2A}=30Ω$.