2026年学海风暴九年级物理上册人教版第100页答案
7.(2025日照,有改动)某同学利用右图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,$R_t$为某种热敏电阻,$R$为定值电阻。闭合开关S,加热热敏电阻$R_t$,该同学发现电流表$A_1$的示数变大。在这个过程中,下列说法正确的是(
D


A.热敏电阻$R_t$的阻值变大
B.电流表$A_2$的示数变大
C.电压表V的示数与电流表$A_2$的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表$A_3$的示数的比值变小

答案

由图可知,闭合开关S后,定值电阻R与热敏电阻$R_t$并联,电流表$\mathrm{A}_1$测通过$R_t$的电流,电流表$\mathrm{A}_2$测通过R的电流,电流表$\mathrm{A}_3$测干路电流,电压表V测电源电压。根据并联电路的电压规律可知,两个电阻两端的电压均等于电源电压且保持不变。已知电流表$\mathrm{A}_1$的示数变大,即通过热敏电阻的电流变大,根据$R=\frac{U}{I}$可知热敏电阻$R_t$的阻值变小,故A错误。并联电路中各支路互不影响,所以通过R的电流不变,即电流表$\mathrm{A}_2$的示数不变,故B错误。电源电压恒定,即电压表的示数不变,则电压表V的示数与电流表$\mathrm{A}_2$的示数的比值不变,故C错误。并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流,即电流表$\mathrm{A}_3$的示数变大,则电压表V的示数与电流表$\mathrm{A}_3$的示数的比值变小,故D正确。

解析

【分析】
首先明确电路结构:定值电阻R与热敏电阻Rt并联,电压表V测电源电压,电流表A₁测Rt支路的电流,电流表A₂测R支路的电流,电流表A₃测干路电流。由于并联电路各支路电压等于电源电压,电源电压恒定,因此电压表V的示数始终不变。已知加热Rt时,电流表A₁的示数变大,根据欧姆定律I=U/R,在电压U不变时,电流变大说明Rt的阻值变小。接下来结合并联电路的特点和欧姆定律逐一分析各选项。
【解析】
1. 确定电路与电表测量对象:闭合开关S后,R与Rt并联,V测电源电压,A₁测Rt支路电流,A₂测R支路电流,A₃测干路电流,电源电压U恒定,故V的示数不变。
2. 分析Rt的阻值:A₁示数变大,即通过Rt的电流Iₜ变大,由欧姆定律Rₜ=U/Iₜ,U不变,Iₜ变大,得Rₜ变小,因此选项A错误。
3. 分析A₂的示数:并联电路各支路独立工作、互不影响,R为定值电阻,其两端电压等于电源电压不变,故通过R的电流I_R=U/R不变,即A₂示数不变,选项B错误。
4. 分析V与A₂的比值:V的示数不变,A₂示数不变,故两者的比值为定值电阻R的阻值,保持不变,选项C错误。
5. 分析V与A₃的比值:干路电流I=Iₜ+I_R,Iₜ变大、I_R不变,故干路电流I变大;V的示数为U,两者的比值为总电阻R总=U/I,I变大则R总变小,即该比值变小,选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律、电路动态分析
【点评】
本题结合热敏电阻特性考查并联电路规律与欧姆定律的应用,核心是明确各电表测量对象,利用并联电路电压、电流规律结合欧姆定律分析物理量变化,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.6
8.(多选)右图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关$S_1$、$S_2$,电压表的示数为3 V,电流表的示数为0.3 A;断开开关$S_2$后,电压表的示数为2 V。下列判断正确的是(
ACD


A.电源电压为3 V
B.电源电压为2 V
C.$R_1$的阻值为10 Ω
D.$R_2$的阻值为5 Ω

答案

闭合开关$S_1$、$S_2$时,$R_2$短路,电路中只有$R_1$工作,所以电压表的示数等于电源电压,电压表的示数为3 V,则电源电压为3 V,A正确,B错误。此时通过$R_1$的电流为0.3 A,则$R_1$的阻值$R_1=\frac{U}{I_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,C正确。断开开关$S_2$后,$R_1$与$R_2$串联,电压表测$R_1$两端的电压,$R_1$两端的电压$U_1=2\ \mathrm{V}$,则$R_2$两端的电压$U_2=U-U_1=3\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$;通过$R_2$的电流$I_2=I_1'=\frac{U_1}{R_1}=\frac{2\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,所以$R_2$的阻值$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,D正确。

解析

【分析】
首先分析开关S₁、S₂都闭合时的电路:此时R₂被短路,电路为R₁的简单电路,电压表测量R₁两端的电压,也就是电源电压,电流表测量电路中的电流;再分析断开S₂后的电路:此时R₁与R₂串联,电压表测量R₁两端的电压,电流表测量串联电路的电流。结合欧姆定律和串并联电路的电压、电流规律,逐步计算电源电压、R₁和R₂的阻值,判断各选项是否正确。
【解析】
1. 闭合开关S₁、S₂时,R₂被短路,电路中只有R₁工作,电压表测R₁两端的电压,即电源电压,已知电压表示数为3V,所以电源电压U=3V,故A正确,B错误。
2. 此时电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得R₁的阻值:$R_1=\frac{U}{I_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,故C正确。
3. 断开开关S₂后,R₁与R₂串联,电压表测R₁两端的电压,此时$U_1=2\ \mathrm{V}$。串联电路总电压等于各部分电压之和,所以R₂两端的电压:$U_2=U-U_1=3\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$。串联电路电流处处相等,电路中的电流$I'=I_1'=\frac{U_1}{R_1}=\frac{2\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,因此R₂的阻值:$R_2=\frac{U_2}{I'}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,故D正确。
【答案】
ACD
【知识点】
欧姆定律;串联电路电压规律;串联电路电流规律
【点评】
本题考查电路分析与欧姆定律的应用,核心是准确识别开关通断时的电路结构,结合串并联电路特点进行计算,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
三、计算题
9. 如下图所示,电源电压恒定,$R_1$、$R_2$为定值电阻,$R_2=20\ \Omega$,滑动变阻器$R_0$的铭牌上标有“$30\ \Omega\ \ 1\ \mathrm{A}$”字样,闭合开关S。

(1)当开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都断开,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电流表的示数为$0.3\ \mathrm{A}$,电压表的示数为$6\ \mathrm{V}$,求定值电阻$R_1$的阻值和电源电压。
(2)当开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都闭合,滑动变阻器的滑片移到最右端时,求电流表的示数。
(3)当开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都断开,滑动变阻器的滑片移到最右端时,电流表的示数为$0.12\ \mathrm{A}$,求$R_0$两端的电压。

答案

解:(1)开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都断开,滑片移到最左端时,电路为$R_1$的简单电路,所以电源电压等于电压表的示数6 V,则
$R_1=\frac{U}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$
(2)开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都闭合,滑片移到最右端时,$R_2$与$R_0$并联,则
$I_0=\frac{U}{R_0}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$
$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$
电流表的示数
$I_总=I_0+I_2=0.2\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$
(3)开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都断开,滑片移到最右端时,$R_1$和$R_0$串联,电流表的示数为0.12 A,则通过$R_0$的电流为0.12 A。
$R_0$两端的电压$U_0=I_0'R_0=0.12\ \mathrm{A} × 30\ \Omega=3.6\ \mathrm{V}$

解析

【分析】
本题需根据开关通断和滑动变阻器滑片位置,判断不同状态下的电路连接方式(串联/并联),结合欧姆定律及串并联电路的电流、电压规律解题:(1)当S₁、S₂都断开且滑片在最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路为R₁的简单电路,电压表测R₁电压,电流表测电流,利用欧姆定律求R₁和电源电压;(2)当S₁、S₂都闭合且滑片在最右端时,R₂与R₀并联,电流表测干路电流,根据并联电路电压规律和欧姆定律计算各支路电流,再求和得总电流;(3)当S₁、S₂都断开且滑片在最右端时,R₁与R₀串联,电流表测串联电流,利用欧姆定律计算R₀两端电压。
【解析】
解:
(1) 当开关S₁、S₂都断开,滑片移到最左端时,滑动变阻器R₀接入电阻为0,电路为R₁的简单电路,电压表测R₁两端电压,即电源电压 $ U = U_1 = 6\ \mathrm{V} $。
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,得定值电阻 $ R_1 = \frac{U}{I} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega $。
(2) 当开关S₁、S₂都闭合,滑片移到最右端时,R₂与R₀并联,电流表测干路电流。并联电路各支路电压等于电源电压,即 $ U = U_2 = U_0 = 6\ \mathrm{V} $。
通过R₀的电流:$ I_0 = \frac{U}{R_0} = \frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A} $,
通过R₂的电流:$ I_2 = \frac{U}{R_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $,
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表的示数:$ I_总 = I_0 + I_2 = 0.2\ \mathrm{A} + 0.3\ \mathrm{A} = 0.5\ \mathrm{A} $。
(3) 当开关S₁、S₂都断开,滑片移到最右端时,R₁与R₀串联,电流表测串联电流,电路电流 $ I' = 0.12\ \mathrm{A} $,串联电路电流处处相等,故通过R₀的电流 $ I_0' = I' = 0.12\ \mathrm{A} $。
根据欧姆定律,R₀两端电压:$ U_0 = I_0' R_0 = 0.12\ \mathrm{A} × 30\ \Omega = 3.6\ \mathrm{V} $。
【答案】
(1) $ R_1 = 20\ \Omega $,电源电压为6 V;
(2) 电流表的示数为0.5 A;
(3) $ R_0 $两端的电压为3.6 V。
【知识点】
欧姆定律、串联电路规律、并联电路规律
【点评】
本题为电学基础计算题,通过改变开关状态和滑动变阻器滑片位置,考查串并联电路识别及欧姆定律的应用,需准确判断电路连接方式,难度适中。
【难度系数】
0.5
科学思维 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间。图甲所示的是某半导体材料的电阻随温度变化的关系图像,其电阻随温度的升高而减小。根据这种半导体材料的特性,某同学设计了一个电路(如图乙所示),可以测定某一空间的温度。已知定值电阻$R_0$的阻值为$40\ \Omega$。

(1)当该空间的温度为$20\ °\mathrm{C}$时,闭合开关,电流表的示数为$0.2\ \mathrm{A}$,电源电压为
18
$\mathrm{V}$。
(2)电流表的示数为$0.3\ \mathrm{A}$时,该空间的温度为
40
$°\mathrm{C}$。

答案

(1)由图甲可知,当该空间的温度为$20\ °\mathrm{C}$时,$R=50\ \Omega$,由$I=\frac{U}{R}$可得,电源电压$U=U_R+U_{R0}=IR+IR_0=0.2\ \mathrm{A} × 50\ \Omega+0.2\ \mathrm{A} × 40\ \Omega=18\ \mathrm{V}$。
(2)电流表的示数为0.3 A时,由$I=\frac{U}{R}$可得,此时$R_0$两端电压$U_{R0}'=I'R_0=0.3\ \mathrm{A} × 40\ \Omega=12\ \mathrm{V}$,$U_R'=U-U_{R0}'=18\ \mathrm{V}-12\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$,故此时半导体的电阻$R'=\frac{U_R'}{I'}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。由图甲可知,此时该空间的温度为$40\ °\mathrm{C}$。

解析

【分析】
本题是结合半导体电阻特性的串联电路计算问题,解题思路为:①明确图乙中半导体电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路总电流;②从图甲中读取对应温度下半导体电阻R的阻值,结合串联电路电阻规律和欧姆定律计算电源电压;③已知电流和电源电压时,先算出电路总电阻,减去定值电阻R0得到半导体电阻,再从图甲中找到该电阻对应的温度。
【解析】
(1) 由图甲可知,当温度为20℃时,半导体电阻R=50Ω。图乙中R与R0串联,总电阻为R总=R+R0=50Ω+40Ω=90Ω。根据欧姆定律I=U/R,可得电源电压U=I×R总=0.2A×90Ω=18V。
(2) 当电流I'=0.3A时,电源电压U不变,此时电路总电阻R总'=U/I'=18V/0.3A=60Ω。则此时半导体电阻R'=R总'-R0=60Ω-40Ω=20Ω。由图甲可知,半导体电阻为20Ω时,对应的温度为40℃。
【答案】
(1)18;(2)40
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、半导体电阻特性
【点评】
本题将半导体电阻随温度变化的特性与串联电路的欧姆定律应用相结合,考查学生从图像中提取信息并解决实际电路问题的能力,是一道中等难度的电路应用题,需要学生掌握串联电路的电阻规律和欧姆定律的基本应用。
【难度系数】
0.5