《2026年期末提分必刷卷阳光出版社九年级物理上册人教版》

22. （6分）如图所示的电路中，电阻$R_1$的阻值为20 Ω，电源电压不变，$S_1$、$S_2$断开，$S_3$闭合时，电流表的示数为0.6 A；$S_1$断开，$S_2$、$S_3$闭合时，电流表的示数为0.9 A。求：
（1）电源电压及$R_2$的阻值；
（2）$S_1$闭合，$S_2$、$S_3$断开时，电阻$R_1$两端的电压；
（3）$S_1$、$S_2$闭合，$S_3$断开时，电流表的示数。

答案： 22. 解：（1）当S₁、S₂断开，S₃闭合时，电路为R₁的简单电路，电流表测电路中的电流，由$I = \frac{U}{R}$可得，电源的电压：$U = I_1R_1 = 0.6A×20\Omega = 12V$；
当S₁断开，S₂、S₃闭合时，两电阻并联，电流表测干路的电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R₁的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R₂的电流：$I_2 = I - I_1 = 0.9A - 0.6A = 0.3A$，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R₂的阻值：$R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{12V}{0.3A} = 40\Omega$；
（2）当S₁闭合，S₂、S₃断开时，两电阻串联，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：$I' = \frac{U}{R_1 + R_2} = \frac{12V}{20\Omega + 40\Omega} = 0.2A$，电阻R₁两端的电压：$U_1 = I'R_1 = 0.2A×20\Omega = 4V$；
（3）当S₁、S₂闭合，S₃断开时，R₁被短路，电路为R₂的简单电路，电流表测电路中的电流，则电流表的示数：$I_2' = \frac{U}{R_2} = \frac{12V}{40\Omega} = 0.3A$。
答：（1）电源电压为12V，R₂的阻值为40Ω；
（2）S₁闭合，S₂、S₃断开时，电阻R₁两端的电压为4V；
（3）S₁、S₂闭合，S₃断开时，电流表的示数为0.3A。

23. （8分）在如图所示的电路中，电源电压为6 V且不变。电阻$R_1$的阻值为10 Ω，滑动变阻器$R_2$上标有“20 Ω，2 A”字样。闭合开关S，电流表示数为0.3 A。求：
（1）电压表的示数；
（2）滑动变阻器$R_2$连入电路的阻值；
（3）若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，整个电路的耗电功率最小，在此情况下通电10s后，整个电路中消耗的电能。

答案： 23. 解：由图可知，闭合开关S，R₁、R₂串联，电压表测R₁两端的电压。
（1）根据串联电路的电流特点可知，通过R₁、R₂的电流：$I_1 = I_2 = 0.3A$，由$I = \frac{U}{R}$可知，R₁两端的电压：$U_1 = I_1R_1 = 0.3A×10\Omega = 3V$，即电压表示数为3V；
（2）根据串联电路的电压特点可知，R₂两端的电压：$U_2 = U - U_1 = 6V - 3V = 3V$，由$I = \frac{U}{R}$可知，滑动变阻器R₂连入电路的阻值：$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{3V}{0.3A} = 10\Omega$；
（3）当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，电源电压不变，根据$P = UI$可知，此时整个电路的耗电功率最小，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的最大阻值：$R = R_1 + R_{2大} = 10\Omega + 20\Omega = 30\Omega$，由$W = UIt = \frac{U^2}{R}t$可知，在此情况下通电10s后，整个电路中消耗的电能：$W = \frac{U^2}{R}t = \frac{(6V)^2}{30\Omega}×10s = 12J$。
答：（1）电压表的示数为3V；
（2）滑动变阻器R₂连入电路的阻值为10Ω；
（3）若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，整个电路的耗电功率最小，在此情况下通电10s后，整个电路中消耗的电能为12J。