《2025年尖子生题库九年级物理人教版》

1. (多选)在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图18-综-17甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是(BD)

A.U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
B.图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C.图乙实验过程中右边

透

明容器中电阻丝阻值应该等于$10\Omega$
D.用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象

答案： 1.BD[解析]U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故A错误；由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和时间都相同，所以可以探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关，故B正确；乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过两个透明容器中电阻的电流应该不同，通电时间和电阻应该都相同，所以右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω，故C错误；图甲中两电阻串联，电阻不同，通过两电阻的电流相同，10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，故D正确。

2. 实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源(电压恒为$6 V$)、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为$2.5 V$的待测小灯泡(电阻约为$10\Omega$)、滑动变阻器(“$20\Omega 1 A$”)、导线若干。
(1) 请用笔画线代替导线，将图18-综-18甲中的实物图连接完整(要求：滑片向右移动灯泡变亮)。


(2) 闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
(3) 故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.625$W$。
(4) 小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器$B$($50\Omega 0.5 A$)和五个定值电阻($5\Omega$、$10\Omega$、$15\Omega$、$20\Omega$、$25\Omega$)，其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图像，则实验中他所用的滑动变阻器是B(选填“$A$”或“$B$”)；若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为$14\Omega$，则所用定值电阻的阻值为10$\Omega$。
(5) 下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻$R_x$的阻值。实验器材：电阻$R_x$、电源(电压恒定但未知)、滑动变阻器(已知最大阻值为$R_0$)、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测$R_x$的阻值。
①闭合开关$S$，移动滑片$P$至$B$端，记下电流表示数$I_1$；
②移动滑片$P$至$A$端，记下电流表示数$I_2$($I_2$未超过电流表的量程)；
③请帮他写出$R_x$的表达式：$R_x=$(I1R0)/(I2 - I1)。(用字母$R_0$、$I_1$、$I_2$表示)

答案：
2.
(1)如图(见图18′ - 综 - 6)
(2)电流表指针没有调零
(3)0.625
(4)B 10
(5)$\frac{I₁R₀}{I₂ - I₁}$[解析]
(1)滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，灯泡的额定电压为2.5V，故灯泡的右端接电压表的3V接线柱，如图18′ - 综 - 5所示。
(2)闭合开关前电流表的指针如题图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
(3)根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为P = UI = 2.5V×0.25A = 0.625W。
(4)题图丁的电流随定值电阻变化的图像，电流与电阻之积为U = IR = 0.1A×25Ω = 0.5A×5Ω = 2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U_{滑} = U - U_{定} = 6V - 2.5V = 3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的$\frac{3.5V}{2.5V}$ = 1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R_{滑} = 1.4×25Ω = 35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是(50Ω 0.5A)，选B；若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为I = $\frac{U_{滑}}{R_{滑}}$ = $\frac{3.5V}{14Ω}$ = 0.25A，则所用定值电阻的阻值为R_{定} = $\frac{U_{定}}{I}$ = $\frac{2.5V}{0.25A}$ = 10Ω。
(5)①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I₁；②移动滑片P至A端，记下电流表示数I₂(I₁未超过电流表的量程)；③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压U = I₁(Rₓ + R₀)。在②中，为Rₓ的简单电路，由欧姆定律U = I₂Rₓ，因电源电压不变，故U = I₁(Rₓ + R₀) = I₂Rₓ，Rₓ的表达式Rₓ = $\frac{I₁R₀}{I₂ - I₁}$。