《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. (6分)在研究“导体电流与电阻关系”的实验中，小王利用了阻值分别为$5\ \Omega$、$10\ \Omega$、$15\ \Omega$的定值电阻和规格是“$10\ \Omega\ 1\ A$”的变阻器进行了探究，电源电压为4.5 V保持不变。

(1)用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求闭合开关前滑片要滑到最右端。
(2)若闭合开关前，电流表指针如图乙所示，则出现的问题是电流表没有调零。
(3)小王先接入$15\ \Omega$的电阻，调节滑片使电压表示数为3 V，观察到电流表示数如图丙所示，则电流表示数为0.2A；接下来用$10\ \Omega$电阻代替$15\ \Omega$电阻接入电路，且没有移动滑片，闭合开关后，电压表的示数应小于3 V，此时他应该将滑片向左(填“左”或“右”)移动，才能使电压表示数保持3 V，并记录下电流表示数；最后用$5\ \Omega$电阻代替$10\ \Omega$电阻接入电路，正确操作，记下电流表的示数。
(4)小李同学认为实验数据有点少，于是他另取一个$30\ \Omega$的定值电阻接入电路再次实验，想完成这次实验滑动变阻器的最大阻值至少为15$\Omega$。

答案：
20.
(1)

(2) 电流表没有调零
(3) 0.2 小于 左
(4) 15

21. (6分)小王在“测量小灯泡电功率”的实验中，选取的小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为6 V。

(1)图甲中有一处连接错误，请你在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确接法。
(2)改正错误后，闭合开关，小王发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表有示数、电压无示数，可能的原因是灯泡（或电压表）短路。
(3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，并绘出小灯泡的$U-I$图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为0.625W。
(4)如果小王又选取一个额定电压为3.8 V的小灯泡做实验，他在连接电路时需要将电压表的大测量范围接入电路，但改接大测量范围后，他又发现一个问题：电压表读数时，3.8 V读不准，这样会导致测量结果误差较大。他仍想用上图器材准确测量额定电压为3.8 V小灯泡的额定功率，必须选取0~3 V测量范围，接下来应该怎么办？将电压表0~3 V测量范围并联在滑动变阻器两端。
(5)完成上述测量后，小王想不用电压表，测量额定电压为$U_{额}$的小灯泡的额定功率，设计了如图丙所示的电路，定值电阻的阻值为$R_0$。实验步骤如下：
①闭合开关S、$S_1$，断开开关$S_2$，调节滑片，使电流表的示数为Uₑ/R₀。
②保持滑片位置不动，闭合开关S、$S_2$，断开开关$S_1$，记下此时电流表的示数为$I$。
③小灯泡的额定功率的表达式为$P_{额}=$Uₑ(I−Uₑ/R₀)(用已知量和测量量的字母表示)。

答案：
21.
(1) 见解答图
(2) 灯泡（或电压表）短路
(3) 0.625
(4) 将电压表0~3 V测量范围并联在滑动变阻器两端
(5) ①Uₑ/R₀ ③Uₑ(I−Uₑ/R₀)
解:
(1) 原电路图中，滑动变阻器和电流表串联后与小灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的。在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在小灯泡两端，如下图所示；

(2) 改正错误后，闭合开关，小王发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即可能的原因是小灯泡(或电压表)短路;
(3) 由图乙可知，当小灯泡两端电压为2.5V 时，通过小灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
(4) 当小灯泡两端电压为3.8V时，根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为6V−3.8V= 2.2V,故可以将电压表0~3V量程并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器两端电压为2.2V时，小灯泡正常发光;
(5) 实验步骤:
①闭合开关S、S₁，断开开关S₂，调节滑片，使电流表的示数为Uₑ/R₀；
②保持滑片位置不动，闭合开关S、S₂,断开开关S₁，记下此时电流表的示数为I；
③在步骤①中,小灯泡和R₀并联，电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律，定值电阻的电压为:
U₀=I₀R₀=Uₑ/R₀×R₀=Uₑ,根据并联电路电压的规律，小灯泡两端的电压为额定电压，此时小灯泡正常发光;
在步骤②中，电流表测小灯泡与R₀并联的总电流为I，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，小灯泡仍正常发光，根据并联电路电流的规律，小灯泡的额定电流:
Iₑ=I−I₀=I−Uₑ/R₀，
则小灯泡的额定功率的表达式为:
Pₑ=UₑIₑ=Uₑ (I−Uₑ/R₀)。