《2025年能力培养与测试九年级物理全一册人教版》

9. 如图18.1 - 5所示,电源电压保持不变,开关$S$闭合后,小灯泡$L_1$、$L_2$都能正常发光。若$V_1$、$V_2$两个电压表的示数之比为3 : 4,则相同时间内小灯泡$L_1$、$L_2$消耗的电能之比是(C)。

A.1 : 2
B.2 : 1
C.1 : 3
D.3 : 2

答案： C 解析 由题图可知，开关S闭合后，灯L₁、L₂串联，电压表V₁测量L₂两端电压，电压表V₂测量电源电压。已知两个电压表的示数之比为3:4，设V₁表示数为3U₀，则V₂表示数为4U₀，因为串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以L₁两端的电压U₁=4U₀-3U₀=U₀，故灯L₁、L₂两端的电压之比U₁/U₂=U₀/(3U₀)=1/3。根据W=UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比，结合以上分析可知，相同时间内两灯消耗的电能之比是1:3。

10. (多选)某同学自制了坐位体前屈测试仪,其简化电路如图18.1 - 6所示,电源电压恒为6 V,定值电阻的电阻$R_1$为20 Ω,电阻为$R_2$的粗细均匀的电阻丝总长为30 cm。闭合开关$S$,当挡板$P位于b$端时,电压表示数为0,显示成绩为0 cm,电流表示数为0.05 A；当推动挡板$P到达a$端时,显示成绩为30 cm。下列说法正确的是(ACD)。

A.挡板$P由b端向a$端滑动时,电流表示数不变
B.电阻丝的电阻$R_2$为120 Ω
C.$P位于a$端时,电压表示数为5 V
D.通电1 min,定值电阻消耗3 J电能

答案： ACD 解析 由题图可知，定值电阻和电阻丝串联，电流表测量通过电路的电流，电压表测量挡板P右侧电阻丝两端的电压。由于电压表的内阻很大，当挡板P移动时，电阻丝连入电路的电阻不变，电源电压不变，由欧姆定律可知，通过电路的电流不变，所以电流表的示数不变。由欧姆定律可知，电路的总电阻R=U/I=6 V/0.05 A=120 Ω，由串联电路的电阻特点可知，R₂=R-R₁=120 Ω-20 Ω=100 Ω。P位于a端时，电压表测电阻丝两端的电压，由欧姆定律可知，此时电压表示数U₂=IR₂=0.05 A×100 Ω=5 V。由串联电路电压的规律可知，定值电阻两端的电压U₁=U-U₂=6 V-5 V=1 V，通电1 min，定值电阻消耗的电能W₁=U₁It=1 V×0.05 A×1×60 s=3 J。

11. 功夫茶是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式。泡功夫茶用的电茶炉的电路如图18.1 - 7所示,已知额定电压为220 V,两个定值电阻的电阻分别为$R_1 = 55\ Ω$、$R_2 = 44\ Ω$。求：

(1)只闭合开关$S和S_2$时电路中的电流。
(2)两个定值电阻同时正常工作1 min,电路消耗的电能。

答案： 解（1）只闭合开关S和S₂时，电路为只有电阻为R₂的定值电阻的简单电路，此时电路中的电流I₂=U/R₂=220 V/44 Ω=5 A。（2）两个定值电阻同时正常工作时并联，由并联电路的电压规律可知，电阻为R₁的定值电阻两端的电压U₁=U=220 V，此时通过电阻为R₁的定值电阻的电流I₁=U₁/R₁=220 V/55 Ω=4 A，由并联电路的电流规律可知，干路中的电流I=I₁+I₂=5 A+4 A=9 A，则两个定值电阻同时正常工作1 min，电路消耗的电能W=UIt=220 V×9 A×1×60 s=1.188×10⁵ J。