《2025年尖子生题库九年级物理人教版》

9. (多选)如图18-综-7甲的电路中，电源电压为$6 V$，灯泡L的规格为“$6 V 3 W$”，其电流与电压的关系如图乙所示，当$S$、$S_1$、$S_3$闭合，$S_2$断开时，电流表示数为$0.5 A$，下列说法正确的是(AD)

A.灯泡L的额定电流为$0.5 A$
B.定值电阻$R_1$的阻值为$15\Omega$
C.当$S$、$S_1$、$S_3$闭合，$S_2$断开时，灯泡L与电阻$R_1$串联
D.断开$S_1$、$S_3$，闭合$S$、$S_2$，调节滑片P，使灯泡的电功率为$R_2$的2倍时，滑动变阻器接入电路中的电阻为$5\Omega$

答案： 9.AD[解析]由P = UI可得，灯泡L的额定电流I额 = $\frac{P}{U}$ = $\frac{3W}{6V}$ = 0.5A，故A正确；当S、S₁、S₃闭合，S₂断开时，电路中只有定值电阻R₁，此时R₁两端电压为6V，由I = $\frac{U}{R}$可得，R₁的阻值R₁ = $\frac{U}{I}$ = $\frac{6V}{0.5A}$ = 12Ω，故BC错误；只闭合S、S₂时，灯泡和滑动变阻器串联，因串联电路各处电流都相等，由P = UI可知，功率比等于电压比，即U₁∶U₂ = P₁∶P₂ = 2∶1，由于电源电压为6V，所以滑动变阻器两端电压为U₂ = $\frac{1}{3}$×6V = 2V，小灯泡两端电压为U₁ = $\frac{2}{3}$×6V = 4V，由题乙图可知，此时电路电流为0.4A，滑动变阻器接入电路的阻值R₂ = $\frac{U₂}{I}$ = $\frac{2V}{0.4A}$ = 5Ω，故D正确。

1. 甲、乙两灯泡分别标有“$220 V 40 W$”和“$220 V 100 W$”字样，并联在$220 V$的电路中，通过灯丝电流较大的是乙(选填“甲”或“乙”)灯，两灯工作相同时间消耗的电能之比是2∶5。

答案： 1.乙 2∶5[解析]由灯泡的铭牌可知灯泡的额定电压与额定功率，流过甲的电流I₁ = $\frac{P₁}{U₁}$ = $\frac{40W}{220V}$≈0.18A，流过乙的电流I₂ = $\frac{P₂}{U₂}$ = $\frac{100W}{220V}$≈0.45A，则通过灯丝电流大的是乙；工作相同的时间，甲、乙两灯消耗的电能之比：$\frac{W₁}{W₂}$ = $\frac{P₁t}{P₂t}$ = $\frac{40W}{100W}$ = $\frac{2}{5}$。

2. 通过导体$A$、$B$的电流与其两端电压的关系如图18-综-8所示，当导体$A$、$B$并联接在$3 V$电源上，整个电路的电功率为1.8$W$；当导体$A$、$B$串联接在$9 V$电源上，$1 min$导体$B$产生的热量为144$J$。

答案： 2.1.8 144[解析]由图像可知，当电压为3V时，通过导体A、B的电流分别为0.2A和0.4A，所以干路电流为0.6A，根据公式P = UI = 3V×0.6A = 1.8W；当导体A、B串联接在9V电源上，由图像和串联电压关系可判断出，此时导体B两端电压为6V，电流为0.4A，根据公式Q = W = UIt可计算出产生的电热为144J。

3. 两段材料相同、长度相等、横截面积不同的圆柱形导体$A$、$B$，$A$比$B$的横截面积小，它们的电阻关系是$R_A$＞$R_B$；将它们串联在电路中，如图18-综-9，则通过它们的电流关系是$I_A$=$I_B$；它们的电功率关系是$P_A$＞$P_B$。(以上各空均选填“$＞$”“$=$”或“$＜$”)

答案： 3.＞ = ＞[解析]因两段导体的材料、长度相等，且A比B的横截面积小，所以两段导体的电阻关系为R_A＞R_B；因串联电路中各处的电流相等，所以，两导体串联时通过的电流关系为I_A = I_B；由P = UI = I²R可知，两导体的电功率关系为P_A＞P_B。

4. 生活应用 如图18-综-10是小红同学在家找到两个外观一样、额定电压均为$220 V$的白炽灯，其铭牌已模糊，但是通过观察甲灯丝短而粗，乙灯丝细而长。请你判断，两只灯泡中，额定功率较大的是甲灯，若将两只灯泡串联起来接在$220 V$的电路中，乙灯更亮。

答案： 4.甲 乙[解析]由题意可知，甲白炽灯的横截面积大、长度短，其阻值较小，即两白炽灯的电阻关系为R_甲＜R_乙，因两白炽灯的额定电压均为220V，由P = UI = $\frac{U²}{R}$可知，两白炽灯的额定功率关系为P_甲＞P_乙，即额定功率较大的是甲灯；将两只灯泡串联起来接在220V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由P = UI = I²R可知，乙白炽灯的电阻大，实际功率较大，则乙灯更亮。

5. 某一温度下，连接在电路中的两段导体$A$和$B$中的电流与其两端电压的关系如图18-综-11。由图信息可知，$A$导体的电阻为5$\Omega$。当$A$导体和$B$导体串联在电路中时，通过的电流是$0.3 A$，则电源电压为4.5$V$，电路消耗的总功率为1.35$ W$。

答案： 5.5 4.5 1.35[解析]由题中图像可知，当U_A = 3V时，I_A = 0.6A，所以R_A = $\frac{U_A}{I_A}$ = $\frac{3V}{0.6A}$ = 5Ω；当A、B串联时，I_A = I_B = I = 0.3A，由题中图像可知U_A = 1.5V，U_B = 3V，所以电源的电压U = U_A + U_B = 1.5V + 3V = 4.5V，电路消耗的总功率P = UI = 4.5V×0.3A = 1.35W。

6. 如图18-综-12，是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压$6 V$，$R_1$、$R_2$的阻值分别为$3\Omega$、$6\Omega$，通过旋转扇形开关$S$，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换。保暖鞋在低温挡工作时开关在b、c之间，它的高温挡工作$11 min$产生的热量是1080$J$。

答案： 6.b、c 1080[解析]由题中电路图可知，开关S接触a、b两个触点时，电路断路，电路的功率为0W；开关S接触b、c两个触点时，电路为R₂的简单电路；开关S接触d、e两个触点时，电路为R₁的简单电路；开关S接触c、d两个触点时，R₁与R₂并联。由题知R₁＜R₂，当R₁与R₂并联时(S接触c、d)，电路中总电阻最小，电源电压一定，由P = $\frac{U²}{R}$知，此时保暖鞋电功率最大，为高温挡；只有R₂接入电路时(S接触b、c)电路电阻最大，此时保暖鞋电功率最小为低温挡；只有接入R₁电路时(S接触d、e)电路电阻较大，此时保暖鞋电功率较大为中温挡。高温挡时，两电阻并联，由并联电路特点和Q = W = $\frac{U²}{R}$t可得，高温挡工作1min产生的热量Q = Q₁ + Q₂ = $\frac{(6V)²}{6Ω}$×60s + $\frac{(6V)²}{6Ω}$×60s = 1080J。