《2025年尖子生题库九年级物理人教版》

1. 如图 17-13 所示，电源电压$U = 8\ V$保持不变。小灯泡正常发光时其两端的电压为$3\ V$，$R_1$和$R_2$为定值电阻，$R_2 = 5\ \Omega$，当$S_2$闭合，$S_1$、$S_3$断开时，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）此时电流表的示数是多少；
（2）当$S_2$断开，$S_1$、$S_3$闭合时，电流表示数为$2\ A$，$R_1$的阻值是多少。

答案： 1.解:　
(1)当$S_2$闭合，$S_1$、$S_3$断开时，电阻$R_2$与灯泡L串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各部分电压之和，且小灯泡恰好正常发光，所以，$R_2$两端的电压$U_2=U-U_L=8V-3V=5V$，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电流表的示数$I=\frac{U_2}{R_2}=\frac{5V}{5\Omega}=1A$；
(2)当$S_2$断开，$S_1$、$S_3$闭合时，电阻$R_1$与电阻$R_2$并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端电压相等，所以，$R_2$支路电流$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{8V}{5\Omega}=1.6A$，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，$R_1$支路的电流$I_1=I'-I_2=2A-1.6A=0.4A$，则$R_1$的阻值$R_1=\frac{U}{I_1}=\frac{8V}{0.4A}=20\Omega$。

2. 如图 17-14 所示，电源电压不变，$R_1 = 10\ \Omega$，$R_2 = 20\ \Omega$，小灯泡 L 的电阻$R_L = 10\ \Omega$。求：
（1）当 S 闭合，$S_1$、$S_2$都断开时，$R_2$两端的电压为$2\ V$，通过$R_2$的电流是多大；
（2）电源电压是多少；
（3）当 S、$S_1$和$S_2$都闭合时，电路中的总电流是多少。

答案： 2.解:　
(1)当S闭合，$S_1$、$S_2$都断开时，$R_1$、$R_2$串联，则通过$R_2$的电流$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{2V}{20\Omega}=0.1A$；　
(2)$R_1$、$R_2$串联时，根据串联电路中各处的电流相等可知$I=I_2=0.1A$，$U_1=IR_1=0.1A×10\Omega=1V$，则电源的电压$U=U_1+U_2=1V+2V=3V$；　
(3)当S、$S_1$和$S_2$都闭合时，$R_1$与L并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，则通过$R_1$和灯泡的电流$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{3V}{10\Omega}=0.3A$，$I_L=\frac{U}{R_L}=\frac{3V}{10\Omega}=0.3A$，则电路中的总电流$I=I_1+I_L=0.3A+0.3A=0.6A$。

1. 科学探究 如图 17-15 所示，在“探究电阻一定时，电流与电压的关系”实验中，某小组选用两节新干电池为电源，规格为“$20\ \Omega\ \ 1\ A$”的滑动变阻器等器材进行实验：


(1)请根据图甲的电路图将图乙的实物图补充完整。
(2)连接电路时开关应该断开。
(3)在做实验时，采用的实验方法是控制变量法，实验过程中，通过改变电阻两端的电压，同时观察电流大小的变化。要使电流表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片 P 应向左(选填“左”或“右”)移动。
(4)闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是导体电阻短路(选填“断路”或“短路”)。
(5)改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值。更换电阻后多次测量，上表所示是其中三组的数据，由测得数据可知，导体电阻为5$\Omega$，得出的实验结论是电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

答案：
1.
(1)如图(见图17'-1)　　
(2)断开　　
(3)控制变量法　电压　左　　
(4)短路　　
(5)5　电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比[解析]
(1)变阻器按一上一下连入电路中与电阻串联，由表中数据，因电流不超过0.6A，故电流表选用小量程与电阻串联，如图(见图17'-1)所示。　
(2)为保护电路，连接电路时开关应该断开。　
(3)在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验要控制电阻的大小不变，在做实验时，采用的实验方法是控制变量法，实验过程中，通过改变电阻两端的电压，同时观察电流大小的变化。要使电流表示数逐渐变大，由欧姆定律，应减小变阻器连入电路的电阻，故滑动变阻器滑片P应向左移动。　
(4)若电阻断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意；若电阻短路，电压表示数为0，电流表有示数，符合题意。故产生故障的原因可能是导体电阻短路。　
(5)改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，更换电阻后多次测量题表所示是其中三组的数据。由测得数据，根据欧姆定律可知导体电阻为$R=\frac{U}{I}=\frac{1.0V}{0.2A}=\frac{2.0V}{0.4A}=\frac{3.0V}{0.6A}=5\Omega$，因电压与电流之比为一定值，故得出的实验结论是:电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。