《2025年尖子生题库九年级物理人教版》

6. (多选)如图18-39甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关$S$，滑动变阻器$R_2$的滑片$P$从右端滑到左端的过程中，$R_1$、$R_2$的$I-U$关系图像如图18-38乙所示。则下列判断正确的是(AC)

A.电源电压为$18\ V$，$R_1$的阻值为$20\ \Omega$
B.$R_2$接入电路的阻值范围为$0\sim20\ \Omega$
C.当$R_1$的电功率为$3.2\ W$时，$R_2$ $1\ min$消耗的电能为$240\ J$
D.当$R_2$的阻值为$20\ \Omega$时，此时$R_2$的电功率最小，为$4.05\ W$

答案： 6.AC[解析]电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R₂的滑片P从右端滑到左端的过程中，电阻变小，电路中电流变大，则V₁的示数变大，V₂的示数变小。当滑动变阻器R₂的滑片P滑到最左端时，电流最大为V₁的示数，也是电源电压，从图乙可知，到电流最大时，对应的V₁的示数为18V；由图像乙可知，当R₁两端电压为4V时，电流中的电流I₀ = 0.2A，所以电阻R₁ = $\frac{U_0}{I_0}$ = $\frac{4V}{0.2A}$ = 20Ω，故A正确；由图乙可知，滑动变阻器R₂接入的最大电阻R₂大 = $\frac{U_2大}{I_2}$ = $\frac{14V}{0.2A}$ = 70Ω，滑动变阻器R₂接入的最小电阻为零，所以R₂接入电阻的范围是0~70Ω；故B错误；由图乙可知，当电路中的电流I = 0.4A时，R₁两端的电压U₁ = 8V，此时R₂两端的电压U₂ = U - U₁ = 18V - 8V = 10V，1minR₂消耗的电能W₂ = UIt = 10V×0.4A×60s = 240J，故C正确；由图乙可知，R₂接入的最小电阻为零，所以R₂的最小功率为零，故D错误。

1. 如图18-40是两个定值电阻$R_1$、$R_2$的内部结构图，$R_1$、$R_2$所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为$43$圈和$33$圈，$R_1$的电阻丝比$R_2$的电阻丝细。将$R_1$、$R_2$并联在电路中工作一段时间，则通过$R_1$的电流小于通过$R_2$的电流；$R_1$的电功率小于$R_2$的电功率。(均选填“大于”“小于”或“等于”)

答案： 1.小于 小于[解析]电阻丝R₁与R₂的材料相同，R₁比R₂更长、更细，所以R₁的电阻比R₂的电阻大，将R₁、R₂并联在电路中工作一段时间，根据并联电路的电压特点可知，R₁两端的电压等于R₂两端的电压，由于R₁的电阻比R₂的电阻大，所以通过R₁的电流小于通过R₂的电流；根据P = UI可知，R₁的电功率小于R₂的电功率。

2. 如图18-41所示为电阻$R_1$和$R_2$的$I-U$图像，$R_1:R_2=$2:1；将两电阻并联接人电路，通电$1\ min$，电流通过$R_1$产生的热量与电流通过$R_2$产生的热量之比为1:2。

答案： 2.2:1 1:2[解析]由I = $\frac{U}{R}$得R₁的阻值为：R₁ = $\frac{U_1}{I_1}$ = $\frac{1.0V}{0.10A}$ = 10Ω，R₂的阻值为：R₂ = $\frac{U_2}{I_2}$ = $\frac{1.0V}{0.20A}$ = 5Ω，则R₁:R₂ = 2:1；将两电阻并联接入电路，它们两端电压相等，通电1min，电流通过R₁产生的热量与电流通过R₂产生的热量之比为：$\frac{Q_1}{Q_2}$ = $\frac{\frac{U^2}{R_1}t}{\frac{U^2}{R_2}t}$ = $\frac{R_2}{R_1}$ = $\frac{5Ω}{10Ω}$ = 1:2。

3. 科学思维 两只额定电压分别为$3\ V$和$6\ V$的小灯泡$L_1$和$L_2$，其中通过$L_2$的电流与电压的关系如图18-42甲。将它们连接到如图乙所示的电路中，当闭合开关$S_1$、$S_2$，断开$S_3$，滑片$P$置于最左端时，调节电源，使电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，则电源输出电流为$1.4\ A$；当只闭合$S_3$，滑片$P$置于最右端时，调节电源，同样使电路中仅一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，此时$L_2$的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比
为$R_2:R=2:7$。则$L_2$正常工作时的电阻是6$\Omega$，$L_1$的额定功率是1.8$W$，当$L_1$与$L_2$串联，在一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压的条件下，电源电压的调节范围具
图是5~12V。

答案： 3.6 1.8 5~12V[解析]L₂正常工作时的电压U₂额 = 6V，由题图甲可知此时通过L₂的电流I₂额 = 1A，由I = $\frac{U}{R}$可得，L₂正常工作时的电阻R₂ = $\frac{U_2额}{I_2额}$ = $\frac{6V}{1A}$ = 6Ω；闭合开关S₁、S₂，断开S₃，滑片P置于最左端时，L₁和L₂并联，由题知，电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，因并联电路中各支路两端的电压，且U₁额＜U₂额，所以L₁正常发光，则此时的电源电压U = 3V，此时通过L₂的电流I₂ = 0.8A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以L₁正常工作时的电流：I₁ = I - I₂ = 1.4A - 0.8A = 0.6A；L₁的额定功率P₁额 = U₁额I₁ = 3V×0.6A = 1.8W；当只闭合S₃，L₁、L₂和滑动变阻器串联，因串联电路中各处的电流相等，且I₁额＜I₂额，所以正常发光的灯泡是L₁，电路的电流I' = 0.6A，当滑片P置于最左端时，电源的电压最小，由题图甲可知，此时灯泡L₂两端的电压U₂ = 2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的最小电压U最小 = U₁ + U₂ = 3V + 2V = 5V；当滑片P置于最右端时，电源的电压最大，此时灯泡L₂两端的电压，由U = IR和R₂:R = 2:7可得，两端的电压与变阻器两端的电压之比$\frac{U_R}{U_2}$ = $\frac{IR}{IR_2}$ = $\frac{7}{2}$，则滑动变阻器两端的电压Uᵣ = $\frac{7}{2}$U₂ = $\frac{7}{2}$×2V = 7V，则电源的最大电压U最大 = U₁ + U₂ + Uᵣ = 3V + 2V + 7V = 12V，所以电源电压调节范围为5~12V。