2026年全频道课时作业九年级物理上册人教版第68页答案
10. 如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,$R_1$为定值电阻。开关S闭合后,在滑动变阻器$R_2$的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是(
A
)

A.电压表$\mathrm{V}_1$的示数变大
B.电流表A的示数变大
C.电压表$\mathrm{V}_2$的示数变大
D.电路的总电阻变小

答案

10.A

解析

【分析】首先明确电路连接:R₁与R₂串联,电流表测电路电流;电压表V₁测滑动变阻器R₂两端电压,电压表V₂测电源电压。滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电阻变大,总电阻随之变大。结合欧姆定律和串联电路电压规律,逐步分析电流、电压的变化,判断各选项的正误。
【解析】
1. 电路判断:R₁与R₂串联,电流表测串联电路电流;V₁并联在R₂两端,测R₂电压;V₂并联在电源两端,测电源电压。
2. 电阻变化:滑片P右移,R₂接入电阻变大,总电阻R总=R₁+R₂变大。
3. 电流分析:电源电压U不变,由欧姆定律I=U/R总,电路电流I变小,故电流表A示数变小,选项B错误;总电阻变大,选项D错误。
4. 电压分析:定值电阻R₁的电压U₁=IR₁,I变小、R₁不变,故U₁变小;根据串联电路电压规律U=U₁+U₂(U₂为R₂电压,即V₁示数),得U₂=U-U₁,因U不变、U₁变小,故U₂变大,即V₁示数变大,选项A正确;V₂测电源电压,示数不变,选项C错误。
【答案】A
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、滑动变阻器的应用
【点评】本题为串联电路动态分析题,核心是正确判断电压表测量对象,结合欧姆定律和串联电路规律推导电表示数变化,属于基础题型。
【难度系数】0.5
11.如图甲所示,电源电压恒定不变,$R_1$为定值电阻,$R_2$为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出$R_1$和$R_2$的$U-I$关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是(
C
)


A.图线Ⅱ为$R_2$的“$U-I$”图像
B.当$R_2=R_1$时,电流的大小为0.2 A
C.电源电压为8 V
D.$R_1$的阻值为30 Ω

答案

11.C [解析]两电阻串联,电压表V₁测R₁两端的电压,电压表V₂测R₂两端的电压,滑片在最左端时,R₂接入电路的阻值为零,因此此时电压表V₂示数为零,由题图可得,图线Ⅰ反映电压表V₂示数(即R₂两端的电压)随电流的变化,则图线Ⅱ为R₁的U-I图像,故A错误。串联电路各处的电流相等,当R₂=R₁时,由U=IR,则两电阻的电压相同,由题图乙知,即为两图线的交点,可知电流为0.4 A,故B错误。由题图知,当电流为0.4 A时,两电压表示数均为4 V,因串联电路的电压等于两电压表示数之和,即电源电压U=4 V+4 V=8 V,故C正确。当滑片移动到最左端时,电路中只有R₁,电压表V₂示数为0,电路的电流为0.8 A,由欧姆定律得,$R_1=\frac{U}{I_大}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.8\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,故D错误。

解析

【分析】
首先明确电路连接:图甲中$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。当滑片左移时,$R_2$接入电阻减小,电路电流增大;根据$U=IR$,定值电阻$R_1$的电压随电流增大而增大,滑动变阻器$R_2$的电压随电流增大而减小,据此判断U-I图像对应的电阻,再结合串联电路规律、欧姆定律分析各选项。
【解析】
1. 判断U-I图像:串联电路中,电流处处相等,$R_2$的电压随电流增大而减小,$R_1$的电压随电流增大而增大,因此图线Ⅰ为$R_2$的U-I图像,图线Ⅱ为$R_1$的U-I图像,故A错误。
2. 分析选项B:当$R_2=R_1$时,串联电路中两电阻电压相等,对应U-I图像的交点,由图乙知交点处电流为$0.4\ \mathrm{A}$,并非$0.2\ \mathrm{A}$,故B错误。
3. 分析选项C:串联电路总电压等于各部分电压之和,当电流为$0.4\ \mathrm{A}$时,两电压表示数均为$4\ \mathrm{V}$,因此电源电压$U=4\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=8\ \mathrm{V}$,故C正确。
4. 分析选项D:滑片移到最左端时,$R_2$接入阻值为0,电路只有$R_1$,此时电流最大为$0.8\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律$R_1=\frac{U}{I}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.8\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,并非$30\ \Omega$,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、U-I图像分析
【点评】
本题结合串联电路特点和U-I图像考查欧姆定律的应用,核心是判断图像对应的电阻,再利用串联分压、欧姆定律分析电源电压和电阻阻值,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
12.[跨学科·物理学与日常生活]随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴水压表和深度表。图甲是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$且恒定不变,定值电阻$R_0=15\ \Omega$,电压表量程为$0~3\ \mathrm{V}$,$R_P$是阻值随水的深度变化的电阻,其变化关系图像如图乙所示,$R_P$允许通过的最大电流为$0.24\ \mathrm{A}$。求:

(1)电压表示数为$2\ \mathrm{V}$时,潜水员下潜的深度。
(2)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。

答案

12.解:(1)由题图乙可知,该电路为R₀和R_P的串联电路,电压表测R₀两端的电压,已知电压表示数为2 V时,即R₀两端的电压U₀=2 V,通过R₀的电流$I_0=\frac{U_0}{R_0}=\frac{2\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=\frac{2}{15}$ A,即电路中的电流$I'=I_0=\frac{2}{15}$ A,由串联电路的电压特点可知R_P两端的电压$U_P=U-U_0=6\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,则此时$R_P=\frac{U_P}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{\frac{2}{15}\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$,由题图乙可知,此时潜水员下潜的深度$h'=10\ \mathrm{m}$。
(2)由题图乙知,R_P的阻值随着下潜深度的增加而减小,电压表的量程为0~3 V,所以R₀两端的电压最大为3 V,此时电路中的电流$I_大=\frac{U_大}{R_0}=\frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}<0.24\ \mathrm{A}$,所以电路的最大电流为0.2 A,此时R_P两端的电压最小$U_小=U-U_大=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$,因$U_小=U_大=3\ \mathrm{V}$,根据串联电路的分压特点知,此时$R_P=R_0=15\ \Omega$。由题图乙知,此时下潜的深度为40 m,即该深度表能浸入水中的最大深度为40 m。

解析

【分析】
首先明确电路为$R_0$与$R_P$串联,电压表测定值电阻$R_0$两端的电压。解题思路:(1)已知电压表示数(即$R_0$两端电压),根据欧姆定律算出电路电流,结合串联电路电压规律求出$R_P$两端电压,进而得到此时$R_P$的阻值,对照图乙的$R_P-h$图像确定对应的深度;(2)电路安全需满足两个条件:电压表不超量程(最大3V)、$R_P$允许的最大电流0.24A,分别计算两个条件对应的电流,取较小值为电路最大电流,再算出此时$R_P$的阻值,对照图像得到最大深度。
【解析】
解:(1)由图甲可知,$R_0$与$R_P$串联,电压表测$R_0$两端的电压。
当电压表示数$U_0=2\ \mathrm{V}$时,电路中的电流:
$I = \frac{U_0}{R_0} = \frac{2\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = \frac{2}{15}\ \mathrm{A}$
根据串联电路的电压规律,此时$R_P$两端的电压:
$U_P = U - U_0 = 6\ \mathrm{V} - 2\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V}$
则此时$R_P$的阻值:
$R_P = \frac{U_P}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{\frac{2}{15}\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega$
对照图乙的$R_P-h$图像,当$R_P=30\ \Omega$时,对应的潜水员下潜深度为$10\ \mathrm{m}$。
(2)电路安全需满足:①电压表量程为$0~3\ \mathrm{V}$,即$R_0$两端最大电压$U_{0大}=3\ \mathrm{V}$;②$R_P$允许通过的最大电流为$0.24\ \mathrm{A}$。
先计算两种限制下的电路最大电流:
当$U_{0大}=3\ \mathrm{V}$时,电路电流:
$I_1 = \frac{U_{0大}}{R_0} = \frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A}$
因$0.2\ \mathrm{A} < 0.24\ \mathrm{A}$,所以电路的最大电流$I_大=0.2\ \mathrm{A}$。
此时$R_P$两端的电压:
$U_{P小} = U - U_{0大} = 6\ \mathrm{V} - 3\ \mathrm{V} = 3\ \mathrm{V}$
则此时$R_P$的阻值:
$R_{P小} = \frac{U_{P小}}{I_大} = \frac{3\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega$
对照图乙的$R_P-h$图像,当$R_P=15\ \Omega$时,对应的深度为$40\ \mathrm{m}$,即该深度表能浸入水中的最大深度为$40\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1)$10\ \mathrm{m}$;(2)$40\ \mathrm{m}$
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、电阻与深度的关系
【点评】
本题是结合潜水深度表的跨学科电路题,需结合串联电路规律和欧姆定律分析,同时要考虑电路安全条件,将物理知识与实际生活场景结合,考查学生的综合应用能力,体现物理的实用性。
【难度系数】
0.6
13.[新课标·科学论证]
现有一热敏电阻,其阻值R随温度t的升高而减小,部分数据如表所示,利用它可以制作温度报警器,其电路的一部分如图所示,图中两个虚线框内一个接热敏电阻,一个接定值电阻,电源电压恒为12 V,当图中的输出电压达到或超过8 V时,便触发报警器(图中未画出)报警,不考虑报警器对电路的影响。要求环境温度达到或超过40 ℃时开始报警,则热敏电阻应接在虚线框
2
(填数字)内,另一虚线框内定值电阻阻值为
2.2
kΩ。若将虚线框内两元件对调,则报警器报警的最高温度为
10
℃。

答案

13.2 2.2 10 [解析]当环境温度是40 ℃时,热敏电阻的阻值是1.1 kΩ,此时输出电压为8 V,当环境温度超过40 ℃时,热敏电阻的阻值变小,输出电压超过8 V,说明环境温度从40 ℃升高时,热敏电阻阻值变小,热敏电阻两端的电压变小,定值电阻两端的电压变大,即输出电压变大,故热敏电阻接在2位置,定值电阻接在1位置。当热敏电阻接在2位置,定值电阻接在1位置,环境温度是40 ℃,热敏电阻是1.1 kΩ,此时定值电阻两端的电压是8 V,根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和,则热敏电阻两端的电压$U_热=U-U_定=12\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,根据串联电路电流处处相等,则$\frac{U_热}{R_热}=\frac{U_定}{R_定}$,则$\frac{4\ \mathrm{V}}{1\ 100\ \Omega}=\frac{8\ \mathrm{V}}{R_定}$,则定值电阻的阻值$R_定=2\ 200\ \Omega=2.2\ \mathrm{k}\Omega$。当热敏电阻和定值电阻的位置互换,定值电阻的阻值是2.2 kΩ,输出电压为8 V,即热敏电阻两端的电压是8 V,根据串联电路电压特点得,定值电阻两端的电压$U_定'=U-U_热'=12\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$,根据串联电路电流处处相等,则$\frac{U_热'}{R_热'}=\frac{U_定'}{R_定}$,$\frac{8\ \mathrm{V}}{R_热'}=\frac{4\ \mathrm{V}}{2\ 200\ \Omega}$,则热敏电阻的阻值$R_热'=4\ 400\ \Omega=4.4\ \mathrm{k}\Omega$,由表格数据知,当热敏电阻的阻值是4.4 kΩ时,环境温度是10 ℃。

解析

【分析】
要解决本题,需结合热敏电阻“阻值随温度升高而减小”的特性,利用串联电路的分压规律分析:首先根据报警条件(温度≥40℃时输出电压达8V)判断热敏电阻的位置;再通过串联电路的电压、电流关系计算定值电阻阻值;最后两元件对调后,重新利用分压规律计算热敏电阻阻值,对应表格得到温度。
【解析】
1. 判断热敏电阻位置:
环境温度达到或超过40℃时报警,此时热敏电阻阻值随温度升高而减小。若热敏电阻接在虚线框2,当温度升高,其阻值减小,串联电路中定值电阻的分压会增大,刚好满足“温度到40℃时定值电阻两端电压为8V(输出电压)触发报警”,故热敏电阻接在2位置。
2. 计算定值电阻阻值:
40℃时,热敏电阻阻值$R_{热}=1.1\ \mathrm{k}\Omega=1100\ \Omega$,电源电压$U=12\ \mathrm{V}$,此时定值电阻两端电压(输出电压)$U_{定}=8\ \mathrm{V}$,则热敏电阻两端电压:
$U_{热}=U-U_{定}=12\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$
串联电路电流相等,由$I=\frac{U}{R}$得:$\frac{U_{热}}{R_{热}}=\frac{U_{定}}{R_{定}}$,代入数据:
$\frac{4\ \mathrm{V}}{1100\ \Omega}=\frac{8\ \mathrm{V}}{R_{定}}$,解得$R_{定}=2200\ \Omega=2.2\ \mathrm{k}\Omega$。
3. 两元件对调后,计算报警温度:
两元件对调后,热敏电阻接1,定值电阻接2,报警时输出电压为热敏电阻两端电压$U_{热}'=8\ \mathrm{V}$,则定值电阻两端电压:
$U_{定}'=U-U_{热}'=12\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$
同理,串联电流相等:$\frac{U_{热}'}{R_{热}'}=\frac{U_{定}'}{R_{定}}$,代入数据:
$\frac{8\ \mathrm{V}}{R_{热}'}=\frac{4\ \mathrm{V}}{2200\ \Omega}$,解得$R_{热}'=4400\ \Omega=4.4\ \mathrm{k}\Omega$,对应表格中温度为10℃。
【答案】
2;2.2;10
【知识点】
串联电路分压规律、欧姆定律应用
【点评】
本题结合热敏电阻特性与串联电路知识,考查电路规律在实际温度报警中的应用,需理解温度-电阻-电压的关联,是基础电路知识的综合应用。
【难度系数】
0.6