《2025年思路教练同步课时作业九年级物理上册人教版》

6. (河北沧州校级期中)如图所示,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中的线段AB表示。求：
(1)求滑动变阻器最大阻值；
(2)电源电压和$R_1$的阻值；
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数。

答案： 解:由电路图可知,$R_{1}$与$R_{2}$串联,电压表测$R_{2}$两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流$I_{小}=0.2\ A$,电压表的示数$U_{2}=4\ V$,
由$I=\frac{U}{R}$可知,滑动变阻器的最大阻值$R_{2}=\frac{U_{2}}{I_{小}}=\frac{4\ V}{0.2\ A}=20\ \Omega$;
(2)当滑动变阻器滑片P在a端时,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压$U=I_{小}R_{1}+U_{2}=0.2\ A× R_{1}+4\ V\cdots\cdots①$
当滑动变阻器滑片P在b端时,$R_{2}$接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流$I_{大}=0.6\ A$,
则电源的电压$U=I_{大}R_{1}=0.6\ A× R_{1}\cdots\cdots②$
由①②可得:$R_{1}=10\ \Omega$,$U=6\ V$;
(3)当滑片P滑到ab中点时,接入电路中的电阻$R'_{2}=\frac{1}{2}R_{2}=\frac{1}{2}×20\ \Omega=10\ \Omega$,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{R_{1}+R_{2}'}=\frac{6\ V}{10\ \Omega+10\ \Omega}=0.3\ A$,
则电压表的示数$U'_{2}=IR'_{2}=0.3\ A×10\ \Omega=3\ V$。
答:
(1)滑动变阻器最大阻值为20 Ω;
(2)电源电压为6 V,$R_{1}$的阻值为10 Ω;
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数为3 V。

7. 如图所示,电源电压保持12V不变$,R_1 = 30Ω,$变阻器$R_2$的阻值变化范围是0～20Ω。开关S闭合,当变阻器滑片P由a端滑至b端过程中,电压表示数的变化范围为 (B)

A.7.2V～0V
B.4.8V～0V
C.4.8V～7.2V
D.4.8V～12V

答案： B

8. 如图所示,电源电压恒为6V,电流表测量范围为“0～0.6A”,电压表测量范围为“0～3V”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,小灯泡(灯丝电阻不变)标有“2.5V 1.25W”。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中不正确的是 (B)

A.电流表的示数变化范围是0.24～0.5A
B.电压表的示数变化范围是1.2～3V
C.滑动变阻器连入电路阻值范围是7～20Ω
D.滑动变阻器两端最大电压为4.8V

答案： B [由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L两端的电压。灯泡的电阻$R_{L}=\frac{U_{L}^{2}}{P_{L}}=\frac{(2.5\ V)^{2}}{1.25\ W}=5\ \Omega$;灯泡正常发光时的电流$I_{L}=\frac{P_{L}}{U_{L}}=\frac{1.25\ W}{2.5\ V}=0.5\ A$;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,即电流表的示数最小,则$I_{小}=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ V}{5\ \Omega+20\ \Omega}=0.24\ A$;因串联电路中各处的电流相等,且电流表测量范围为0~0.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,小灯泡L的额定电流为0.5 A,所以,电路中电流表的最大电流$I_{大}=0.5\ A$,则电流表的示数变化范围是0.24~0.5 A,故A正确;B.当电路中的电流为0.5 A时,灯泡正常发光,此时灯泡两端的电压为2.5 V,即电压表的最大示数为2.5 V,当电路中的电流最小时,灯泡两端的电压最小,即电压表的最小示数$U'_{L}=I_{小}R_{L}=0.24\ A×5\ \Omega=1.2\ V$,所以,电压表的示数变化范围是1.2~2.5 V,故B错误;当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路的总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{大}}=\frac{6\ V}{0.5\ A}=12\ \Omega$,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器接入电路中的最小阻值$R_{小}=R_{总}-R_{L}=12\ \Omega-5\ \Omega=7\ \Omega$,所以,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7~20 Ω,故C正确;根据串联电路的分压规律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,其分得的电压最大,最大电压为$U'=I_{小}R=0.24\ A×20\ \Omega=4.8\ V$,故D正确。]

9. 如图所示,R是阻值为10Ω的定值电阻,R'为滑动变阻器。
(1)调节滑动变阻器滑片,当电压表$V_2$示数为3V时,求滑动变阻器两端电压。
(2)调节滑动变阻器滑片,当电流表A示数为0.4A时,求定值电阻R两端电压。
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端逐渐滑动到b端,发现电压表$V_1$示数从2V变化到6V,而电压表$V_2$表示数从4V变化到0V,求电流表的示数变化的范围。

答案： 解:
(1)由图可知,R和$R'$串联,电压表$V_{1}$测R两端的电压,电压表$V_{2}$测$R'$两端的电压,所以当电压表$V_{2}$示数为3 V时,即滑动变阻器$R'$两端电压是3 V;
(2)当电流表A示数为0.4 A时,根据串联电路中电流处处相等,可得定值电阻R两端的电压$U_{R}=I_{R}R=IR=0.4\ A×10\ \Omega=4\ V$;
(3)当滑片P在b端时,此时滑动变阻器没有接入电路,即电压表$V_{2}$的示数为0,电路为R的简单电路,所以电压表$V_{1}$的示数即为电源电压,是6 V,此时电路中的电流为$I_{b}=\frac{U_{总}}{R}=\frac{6\ V}{10\ \Omega}=0.6\ A$,当滑片在a端时,电压表$V_{1}$的示数为2 V,电压表$V_{2}$的示数是4 V,所以此时电流表的示数是$I_{a}=\frac{U_{1}}{R}=\frac{2\ V}{10\ \Omega}=0.2\ A$,所以电流表的示数变化范围是0.2~0.6 A。

10. 如图所示,电源电压为4V保持不变,定值电阻$R_1$为$5Ω,R_2$为标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器。闭合开关S,两电流表指针偏转角度相同。
(1)求通过$R_1$的电流；
(2)求此时滑动变阻器$R_2$接入电路的阻值；
(3)滑动变阻器接入电路中电阻不能少于多少欧姆？

答案： 解:由电路图可知,电阻$R_{1}$与滑动变阻器$R_{2}$并联,电压表V测电源电压,电流表A测干路电流I,电流表$A_{1}$测$R_{2}$支路电流$I_{2}$。
(1)并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得,通过$R_{1}$的电流$I_{1}=\frac{U}{R_{1}}=\frac{4\ V}{5\ \Omega}=0.8\ A$;
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,由电流表指针偏转角度相同,可知电流表$A_{1}$所选测量范围为0~0.6 A,电流表A所选测量范围为0~3 A,由$I_{1}+I_{2}=I$,可得$0.8\ A+I_{2}=5I_{2}$,
解得此时通过滑动变阻器$R_{2}$的电流$I_{2}=0.2\ A$,此时滑动变阻器接入电路的阻值$R_{2}=\frac{U}{I_{2}}=\frac{4\ V}{0.2\ A}=20\ \Omega$;
(3)$R_{2}$标有“50 Ω 1 A”字样,电流表$A_{1}$所选测量范围为0~0.6 A,则$R_{2}$接入电路的最小阻值$R_{2min}=\frac{U}{I_{2max}}=\frac{4\ V}{0.6\ A}\approx6.67\ \Omega$。