《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册北师大版》

2. 如图 13 - 2 甲所示,电源电压恒为 $9\ V$,小灯泡 $L$ 上标有“$6\ V\ \ 3\ W$”的字样,定值电阻 $R_2 = 10\ \Omega$,电流表的量程为 $0 \sim 0.6\ A$,滑动变阻器 $R_1$ 的规格为“$20\ \Omega\ \ 1\ A$”。当 $S$ 闭合、$S_1$ 接 2 时,滑动变阻器 $R_1$ 的滑动头只在某两点间移动,小灯泡 $L$ 的电功率随其两端电压变化的关系图像如图 13 - 2 乙所示。下列说法正确的是( )。
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甲图：电路图,有电源、开关 S、滑动变阻器 R_1、电流表 A、单刀双掷开关 S_1、电阻 R_2、灯泡 L。S 闭合,S_1 接 2 时,电流从电源正极流出,经滑动变阻器 R_1、电流表 A、S_1、灯泡 L、S 回到电源负极,R_1与 L 串联,电流表测电流。S_1 接 1 时,电流从电源正极流出,经滑动变阻器 R_1、电流表 A、S_1、R_2、S 回到电源负极,R_1与 R_2串联,电流表测电流。
乙图：P - U 图像,横坐标 U/V,刻度 0、3、6；纵坐标 P/W,刻度 0、1、3。图像是曲线,从原点开始上升,经过(3,1)、(6,3)。

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① 当 $S$ 闭合、$S_1$ 接 1 时,电路的总功率最小为 $2.7\ W$
② 当 $S$ 闭合、$S_1$ 接 1 时,电流通过 $R_2$ 在 $1\ min$ 内产生的热量最多为 $216\ J$
③ 当 $S$ 闭合、$S_1$ 接 2 时,滑动变阻器 $R_1$ 接入电路的阻值变化范围为 $6 \sim 18\ \Omega$
④ 当 $S$ 闭合、$S_1$ 接 2 时,小灯泡 $L$ 的实际功率为 $1\ W$ 时,滑动变阻器 $R_1$ 的电功率为 $2\ W$

A.①②③④都正确
B.只有②③④正确
C.只有①②④正确
D.只有①③④正确

答案： A

学校开展了防溺水安全教育活动后,物理兴趣小组设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图 13 - 3 甲所示。已知电源电压为 $6\ V$；报警器由电压表改装而成；$R_0$ 是定值电阻,其阻值为 $10\ \Omega$；$R_p$ 是压敏电阻,其阻值 $R_p$ 随水深 $h$ 变化的关系图像如图 13 - 3 乙所示。报警器浸入水中的深度 $h$ 大于等于 $1\ m$ 时,报警器报警。

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甲图：电路图,有电源、开关 S、电流表 A、电阻 Rₚ、R₀、报警器(电压表改装)。Rₚ与 R₀串联,电流表测电路电流,报警器测 R₀两端电压。
乙图：Rₚ - h 图像,横坐标 h/m,刻度 0、1、2、3；纵坐标 Rₚ/Ω,刻度 0、10、20、30。图像是曲线,从(0,30)开始下降,经过(1,20)、(2,15)、(3,12.5)。
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(1) 报警器未浸入水中时,电流表的示数是多少？
(2) 报警器浸入水中的深度 $h$ 为 $1\ m$ 时,$R_p$ 两端的电压是多少？
(3) 报警器浸入水中的深度 $h$ 为 $1\ m$ 时,报警器响铃 $10\ s$,电流通过 $R_p$ 产生的热量是多少？

答案： 答案
(1)0.15 A
(2)4 V
(3)8 J
解析
(1)由题图甲可知，$R_{p}$和$R_{0}$串联，电压表(报警器)测$R_{0}$两端的电压，电流表测电路电流。报警器未浸入水中时，$h=0$，则$R_{p}=30\ \Omega$，电流表的示数$I=\dfrac{6\ V}{30\ \Omega+10\ \Omega}=0.15\ A$。
(2)当$h=1\ m$时，$R_{p}=20\ \Omega$，电流$I'=\dfrac{6\ V}{20\ \Omega+10\ \Omega}=0.2\ A$，则$R_{p}$两端的电压$U_{p}=I'R_{p}=0.2\ A×20\ \Omega=4\ V$。
(3)当$h=1\ m$时，报警器响铃10 s，电流通过$R_{p}$产生的热量$Q=W=U_{p}I't=4\ V×0.2\ A×10\ s=8\ J$。