《2025年综合应用创新题典中点九年级物理全一册沪粤版》

9. [2024·南充,多选] 如图,开关S闭合后,电流表的示数分别为$I_{1}$、$I_{2}$,电压表的示数分别为$U_{1}$、$U_{2}$、$U_{3}$,$L_{1}的电阻小于L_{2}$的电阻,则下列关系中正确的是(AC)

A.$I_{1}= I_{2}$
B.$U_{1}＞U_{2}$
C.$U_{1}+U_{2}= U_{3}$
D.$U_{1}= U_{2}= U_{3}$

答案： AC 【点拨】由图可知,$L_{1}$和$L_{2}$串联,$A_{1}$、$A_{2}$测量串联电路电流,$V_{1}$测量$L_{1}$两端电压,$V_{2}$测量$L_{2}$两端电压,$V_{3}$测量电源电压。根据串联电路电流规律可知,串联电路中电流处处相等,即$I_{1}=I_{2}$;$L_{1}$的电阻小于$L_{2}$的电阻,根据$I=\frac{U}{R}$可知,$L_{1}$两端的电压小于$L_{2}$两端的电压,即$U_{1}＜U_{2}$;根据串联电路电压规律可知$U_{1}+U_{2}=U_{3}$。

10. 科学思维·科学推理 如图所示的电路中,电源电压U保持不变。若在甲、乙两处都接入电流表,断开开关S,则$I_{甲}:I_{乙}= 3:5$。若在甲、乙两处都接入电压表,闭合开关S,则$U_{甲}:U_{乙}= $3:5。

答案： 3:5 【点拨】在甲、乙两处分别接入电流表,断开开关S,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过$R_{2}$的电流,乙表测的是通过$R_{1}$的值,因并联电路中各支路两端的电压相等,由$I=\frac{U}{R}$可得两电阻之比$\frac{R_{1}}{R_{2}}=\frac{\frac{U}{I_{甲}}}{\frac{U}{I_{乙}}}=\frac{I_{乙}}{I_{甲}}=\frac{3}{5}$。在甲、乙两处都接入电压表,闭合开关S,两电阻串联在电路中,甲表测的是$R_{1}$两端的电压,乙表测的是$R_{2}$两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,两电压表的示数之比$\frac{U_{甲}}{U_{乙}}=\frac{IR_{1}}{IR_{2}}=\frac{R_{1}}{R_{2}}=\frac{3}{5}$。

11. [2024·淄博期末] 如图所示的电路,电源电压为6 V保持不变,电阻$R_{1}= R_{3}= 10\Omega$,$R_{2}= 5\Omega$。只闭合开关$S_{1}$,则电压表的示数为3V,电流表的示数为0.3A；若同时闭合开关$S_{1}$、$S_{2}$、$S_{3}$,则电压表的示数为6V,电流表的示数为1.8A。

答案： 3;0.3;6;1.8 【点拨】由图可知,只闭合开关$S_{1}$,$R_{1}$、$R_{3}$串联,电压表测量$R_{1}$两端的电压,电流表测量电路中的电流。此时电路中的电流$I=\frac{U}{R_{1}+R_{3}}=\frac{6\ V}{10\ \Omega +10\ \Omega }=0.3\ A$,即电流表示数为0.3 A;$R_{1}$两端的电压$U_{1}=IR_{1}=0.3\ A×10\ \Omega =3\ V$,所以电压表示数为3 V。若同时闭合开关$S_{1}$、$S_{2}$、$S_{3}$,$R_{3}$被短路,$R_{1}$、$R_{2}$并联,电流表测量干路电流。根据并联电路电压规律可知,电压表示数等于电源电压,为6 V;电路总电阻$R=\frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{5\ \Omega ×10\ \Omega }{5\ \Omega +10\ \Omega }=\frac{10}{3}\ \Omega $,则干路电流$I'=\frac{U}{R}=\frac{6\ V}{\frac{10}{3}\ \Omega }=1.8\ A$,所以电流表示数为1.8 A。

12. [2024·南通期中] 如图甲电路,电阻$R_{1}$的阻值为5 Ω,闭合开关后,电流表示数为2.4 A。
(1)求电源电压U。
(2)如图乙,若在电路中串联接入电阻$R_{2}$,电流表的示数是0.8 A,求$R_{2}$的阻值。
(3)如图丙,若在电路中并联接入电阻$R_{3}$,电流表的示数是3.6 A,求$R_{3}$的阻值。

答案： 【解】
(1)由图甲可知,电源电压$U=U_{1}=I_{甲}R_{1}=2.4\ A×5\ \Omega =12\ V$。
(2)由图乙可知,$R_{1}$与$R_{2}$串联,电流表测量电路中的电流,电流表的示数$I_{乙}=0.8\ A$,电源电压不变,根据欧姆定律可得,电路的总电阻$R_{乙}=\frac{U}{I_{乙}}=\frac{12\ V}{0.8\ A}=15\ \Omega $,由串联电路电阻规律可得,$R_{2}=R_{乙}-R_{1}=15\ \Omega -5\ \Omega =10\ \Omega $。
(3)由图丙可知,$R_{1}$与$R_{3}$并联,电流表测量干路中的电流,电流表的示数$I_{丙}=3.6\ A$,根据并联电路电流规律可得,通过$R_{3}$的电流$I_{3}=I_{丙}-I_{1}=I_{丙}-I_{甲}=3.6\ A-2.4\ A=1.2\ A$,由并联电路电压的规律和欧姆定律可得$R_{3}=\frac{U_{3}}{I_{3}}=\frac{U}{I_{3}}=\frac{12\ V}{1.2\ A}=10\ \Omega $。

13. [2024·泸州模拟] 如图所示的电路中,电源电压大小保持不变。电阻$R_{1}= 10\Omega$,$R_{2}= 20\Omega$,滑动变阻器$R_{3}$的规格为“40 Ω 0.5 A”,求：
(1)只闭合开关$S_{1}$,电流表的示数为0.1 A,则电源电压大小为多少？
(2)只闭合开关$S_{2}$,将滑动变阻器的滑片调到最右端,此时电压表示数为多少？
(3)将$S_{1}$、$S_{2}$、$S_{3}$都闭合,移动滑片位置,使电流表的示数为0.5 A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为多少？

答案： 【解】
(1)由电路图可知,只闭合开关$S_{1}$时,电阻$R_{1}$与$R_{2}$串联,电流表测量电路中的电流,所以电源电压$U=IR_{总}=I(R_{1}+R_{2})=0.1\ A×(10\ \Omega +20\ \Omega )=3\ V$。
(2)只闭合开关$S_{2}$,将滑动变阻器的滑片调到最右端时,电阻$R_{2}$与滑动变阻器$R_{3}$的最大阻值串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量$R_{3}$两端的电压,此时电路中的电流$I'=\frac{U}{R_{2}+R_{3}}=\frac{3\ V}{20\ \Omega +40\ \Omega }=0.05\ A$,电压表的示数$U_{3}=I'R_{3}=0.05\ A×40\ \Omega =2\ V$。
(3)$S_{1}$、$S_{2}$、$S_{3}$都闭合时,$R_{2}$被短路,$R_{1}$与$R_{3}$并联,电流表测量干路中的电流,并联电路各支路两端的电压相等,且都等于电源电压,即$U_{1}=U_{3}'=U=3\ V$,此时通过$R_{1}$的电流$I_{1}=\frac{U_{1}}{R_{1}}=\frac{3\ V}{10\ \Omega }=0.3\ A$,因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器$R_{3}$的电流$I_{3}=I_{总}-I_{1}=0.5\ A-0.3\ A=0.2\ A$,此时滑动变阻器接入电路的阻值$R_{3}'=\frac{U_{3}'}{I_{3}}=\frac{3\ V}{0.2\ A}=15\ \Omega $。