《2026年期末提分必刷卷阳光出版社九年级物理上册人教版》

20. (8分)小明想测量小灯泡的额定功率，于是设计了如图甲所示的电路，电源电压恒为6V，小灯泡标有“2.5V”的字样。

(1)为了保护电路元件，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至b端。
(2)按照电路图连接好实物电路后，电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向a端移动，直到电压表示数为$2.5\ V$时为止。
(3)小明根据实验数据，做出了小灯泡发光时的$I-U$关系图像，如图丙所示，则小灯泡正常发光时的功率为0.625W，此时小灯泡的电阻为10Ω，由图像还可以看出，当电压表的示数增大时，小灯泡的电阻变大。
(4)若滑动变阻器的规格有三种：$R_1$(10Ω，0.5A)、$R_2$(100Ω，0.5A)、$R_3$(200Ω，0.2A)，小明在实验中使用的滑动变阻器应该是$R_2$(填“$R_1$”“$R_2$”或“$R_3$”)。
(5)用该实验装置能不能探究电流与电压的关系？为什么？不能，探究“电流与电压的关系”时要控制电阻不变，而灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，无法探究。

答案： 20.
(1)b
(2)a $2.5\ V$
(3)0.625 10 大
(4)$R_{2}$
(5)不能，探究“电流与电压的关系”时要控制电阻不变，而灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，无法探究
解：
(1)为了保护电路元件，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至阻值最大处，即b端；
(2)按照电路图连接好实物电路后，电压表示数如图乙所示，电压表选用小测量范围，分度值$0.1\ V$，其示数为$1.5\ V$，小于灯泡额定电压$2.5\ V$，为测量小灯泡的额定功率，应增大小灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片P向a端移动，直到电压表示数为$2.5\ V$时为止；
(3)由图丙可知，当小灯泡两端电压为$2.5\ V$时，通过灯泡的额定电流为$0.25\ A$，则小灯泡正常发光时的功率为：$P_{L} = U_{L}I_{L} = 2.5\ V×0.25\ A = 0.625\ W$；
此时小灯泡的电阻为：$R = \frac{U_{L}}{I_{L}} = \frac{2.5\ V}{0.25\ A} = 10\ \Omega$；
由图丙可知，当小灯泡两端电压增大时，通过小灯泡的电流也增大，根据$P = UI$可知，小灯泡的实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，即当电压表的示数增大时，小灯泡的电阻变大；
(4)由串联电路特点和欧姆定律可得，此时滑动变阻器连入的阻值：$R_{滑} = \frac{U - U_{L}}{I_{L}} = \frac{6\ V - 2.5\ V}{0.25\ A} = 14\ \Omega ＞ 10\ \Omega$，此时通过灯泡的电流$I = 0.25\ A ＞ 0.2\ A$，所以小明所使用的滑动变阻器应该为$R_{2}$；
(5)探究“电流与电压的关系”时要控制电阻不变，而灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，因此不能用该实验装置探究电流与电压的关系。

21. （6分）如图所示电路，电源电压不变，定值电阻$R_1$的阻值为10Ω，$R_2$的阻值为30Ω，闭合开关S后，电流表的示数为0.1A，求：

（1）电源电压；
（2）通过电阻$R_2$的电流；
（3）该电路消耗的总功率。

答案： 21. 解：
(1)电流表测量通过$R_{2}$的电流，即$I_{2} = 0.1\ A$，由欧姆定律$I = \frac{U}{R}$可知，$R_{2}$两端的电压$U_{2} = I_{2}R_{2} = 0.1\ A×30\ \Omega = 3\ V$
根据并联电路的电压特点可知：电路的电源电压$U = U_{1} = U_{2} = 3\ V$；
(2)通过电阻$R_{1}$的电流$I_{1} = \frac{U_{1}}{R_{1}} = \frac{3\ V}{10\ \Omega} = 0.3\ A$；
(3)干路电流$I = I_{1} + I_{2} = 0.1\ A + 0.3\ A = 0.4\ A$，
电路消耗的总功率$P = UI = 3\ V×0.4\ A = 1.2\ W$。
答：
(1)电源电压为$3\ V$；
(2)通过电阻$R_{1}$的电流为$0.3\ A$；
(3)该电路消耗的总功率为$1.2\ W$。

22. （7分）如图所示电路，电源电压保持12V不变，标有“10V，4W”的灯泡L与滑动变阻器R串联接在电路中，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光，求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电路中的电流；
（3）通电1min，变阻器R上产生的热量。

答案： 22. 解：
(1)灯泡L的电阻：$R = \frac{U^{2}}{P} = \frac{(10\ V)^{2}}{4\ W} = 25\ \Omega$；
(2)因为灯泡与电阻串联，故电路中的电流为：$I = I_{灯} = \frac{U_{灯}}{R_{灯}} = \frac{10\ V}{25\ \Omega} = 0.4\ A$；
(3)因为电阻与灯泡串联，故R的电压是：$U_{R} = U_{总} - U_{灯} = 12\ V - 10\ V = 2\ V$，故通电$1\ min$，变阻器R上产生的热量：$Q = IUt = 0.4\ A×2\ V×60\ s = 48\ J$。
答：
(1)灯泡L的电阻是$25\ \Omega$；
(2)电路中的电流$0.4\ A$；
(3)通电$1\ min$，变阻器R上产生的热量为$48\ J$。