人教版九年级物理同步训练培优卷：16.4 变阻器

人教版九年级物理同步训练培优卷：16.4 变阻器
一、选择题
1．（2023九上·金平期末）如图所示的电路，电源电压不变。闭合开关S，将滑片P向右移动的过程中（忽略灯丝电阻的变化）下列说法中正确的是（　　）
A．电流表A1示数变小，电压表V示数不变
B．电流表A示数变小，灯泡亮度不变
C．电压表V示数与电流表A示数的比值不变
D．电路的总功率变大
【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；电功率的计算
2．（2024九下·重庆市开学考）如图所示，电源电压保持不变，R2为定值电阻，R1为滑动变阻器，滑片P处于中点，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S和S2，滑片P向右移，电压表V1示数变大，电流表A示数变小
B．闭合所有开关，滑片P向左移过程中，电压表V2示数与电流表A示数之比不变
C．滑片P处于中点时，先闭合开关S、S2，再闭合S1，电流表A和电压表V1示数均变大
D．若将电压表V1和V2换成对应的电流表A1和A2，闭合开关S和S1，滑片P向右移电流表A2示数不变，电流表A1和A示数变小
【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用；滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】A、 闭合开关S和S2， 两电阻串联，电压表 V1 测量R1滑片左侧部分电阻分得的电压，电压表V2测量电源电压，电流表测量电路中的电流；滑片P向右移，与电压表并联部分的电阻变大，电压表V1的示数变大；
由于电压表V1的电阻很大，相当于断路，所以滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变，电路的总电阻不变，由知电路中的电流不变，电流表的示数不变，故A错误；
B、闭合所有开关，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联，电压表V测量滑动变阻器R两端的电压，电压表V2仍测量电源电压，其示数不变，电流表测量电路中的电流，滑片向左移动时，电阻变小，电路的总电阻变小，由知电路中的电流变大，电流表A的示数变大，所以电压表V2示数与电流表A示数之比变小，故B错误；
C、滑片P处于中点时，先闭合开关S、S2，定值电阻与滑动变阻器的最大电阻串联，电压表V1测量滑动变阻器R1两端的电压，再闭合S1，定值电阻与滑动变阻器最大电阻的一半串联，电路的电阻变小，由知电路中的电流变大，电流表A的示数变大；先闭合开关S、S2时，电压表V1的示数为：，
再闭合开关S1时，电压表V1的示数为：，所以电压表V1的示数变小，故C正确；
D、若将电压表V1和V2换成对应的电流表A1和A2，闭合开关S和S1，滑动变阻器R1与定值电阻R2并联，电流表A、A1测量干路电流，电流表A2测量通过滑动变阻器R1的电流，滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律得通过滑动变阻器R1的电流变小，电流表A2的示数变小，由于并联电路各个支路互不影响，所以通过定值电阻R2的电流不变，由并联电路电流的规律知干路电流变小，电流表A1和A示数变小，故D错误。
故选项为：C。
【分析】(1)闭合开关S和S2，两电阻串联，电压表V1测量R1滑片左侧部分电阻分得的电压，电压表V2测量电源电压，电流表测量电路中的电流；
根据串联电路的分压作用判断出滑片P向右移时电压表V，示数的变化；
根据电压表的特点判断出电路的连接情况，由判断出电路中电流的变化，进而判断出电流表示数的变化；
(2)闭合所有开关，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联，电压表V测量滑动变阻器R1两端的电压，电压表V2仍测量电源电压，电流表测量电路中的电流；判断出滑片向左移动时滑动变阻器接入电路电阻的变化，由串联电路电阻的规律判断出电路总电阻的变化，由判断出电路中电流的变化，进而判断出电压表V2示数与电流表A示数之比的变化；
R
(3)滑片P处于中点时，先闭合开关S、S2，定值电阻与滑动变阻器的最大电阻串联，电压表V1测量滑动变阻器R1两端的电压，再闭合S1，定值电阻与滑动变阻器最大电阻的一半串联，电路的电阻变小，由判断出电路中电流的变化，由欧姆定律表示出先闭合开关S、S2时和再闭合开关S1，时电压表V1的示数，进而判断出电压表V1示数的变化；
(4)若将电压表V1和V2换成对应的电流表A1和A2，闭合开关S和S1，滑动变阻器R1与定值电阻R2并联，电流表A、A1测量干路电流，电流表A2测量通过滑动变阻器R1的电流，滑片P向右移，判断出滑动变阻器接入电路电阻的变化，由欧姆定律判断出通过滑动变阻器R1电流的变化，进而判断出电流表A2示数的变化，根据并联电路电流的特点判断出通过定值电阻电流的变化，由并联电路电流的规律判断出干路电流的变化，进而判断出电流表A1和A示数的变化。
3．（2023九上·丰城期中）如图甲所示电路，电源两端电压保持不变，R0为定值电阻，Rp为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电源两端电压为5V
B．滑动变阻器的最大阻值为50Ω
C．定值电阻R0的阻值是100Ω
D．当滑动变阻器的滑片P移至中点时，电流表的示数是0.3A
【答案】B
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】 R0定值电阻和Rp滑动变阻器组成串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，滑动变阻器在最左端时，电压表被短路，示数为0，通过乙图可知电流0.6A，滑动变阻器在最右端时，R0定值电阻和Rp滑动变阻器串联，电压表示数5V，此时电流最小是0.1A，根据两种情况分别列出表达式①U=0.6R0 ，②U=0.1R0+5，联立①②解得R0=10Ω，U=6V， Rp最大=50Ω， 当滑动变阻器的滑片P移至中点时即电阻接入25Ω时，电路的电流==0.17A，故只有B正确，ACD错误
【分析】本题主要考查了欧姆定律及其应用，动态电路改变以后抓住电源电压和定值电阻是不变的量，根据电流电压电阻对应的关系进行分析计算，本题难度较大。
4．（2023九上·澧县期中）如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度h。已知电流增大时电流表指针向右偏转，则下列说法正确的是（　　）
A．油面下降时，电流表指针向右偏转
B．油量表的零刻度线一定与电流表零刻度线相重合
C．油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的
D．油箱内的油越少，流过电流表的电流越大
【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】A. 油面下降时，滑动变阻器滑片上移，R阻值变大，电路中电流减小，电流表指针向左偏转 ，故A错误
B. 油量表零刻度线表示邮箱没有油，此时电阻最大，电流最小，但不是0，故B错误
C.油量液面越高，滑动变阻器的电阻越小，电流越大， 电流表指针向右偏转 ，故C正确
D.油箱内的油越少，R阻值越大，流过电流表的电流越小，故D错误
故选择C
【分析】解答此题的关键是明白油量表的工作原理，滑动变阻器阻值的改变引起电路中电流的变化，会用欧姆定律的应用，电流表的使用，滑动变阻器的使用等知识点
5．（2023九下·龙岗模拟）甲图是反映身体柔韧水平的“坐位体前屈测量仪”，乙图是其内部电路图电源电压恒定，两个身形接近但柔韧性差异较大的同学先后推动挡板进行测量，“显示器”示数的大小能够反映柔韧性的好差。下列与测量仪有关的说法正确的是（　　）
A．“显示器”是电压表
B．柔韧性好的同学测量时，电阻丝接入电路中的电阻更大
C．柔韧性差的同学测量时，电路中的电流较小
D．通过电阻R的电流做功会消耗电能，为了节约电能，可以将R去掉
【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用；滑动变阻器的原理及其使用
6．（2019九上·长春期中）如图所示，电源电压U=18V，小灯泡L的额定电压为9V。当滑动变阻器的滑片P移至中点时，小灯泡L正常发光；当滑片P移至最右端时，小灯泡L的实际功率为6W。则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为：（　　）
A．13.5W；6Ω B．6W；13.5Ω C．6W；12Ω D．13.5W；12Ω
【答案】D
【知识点】变阻器；电功率的计算
【解析】【解答】(1)P在中点时(连入电阻为 R)，灯泡正常发光，说明此时灯泡两端的电压为9V，变阻器两端的电压为9V，即变阻器的最大阻值R为灯泡电阻RL的两倍，RL＝R′＝ R.(2)当P移动到最右端时(电阻全连入为R)，I＝ ，即： ，解得：R＝12Ω，则RL＝R′＝ R＝ ×12Ω＝6Ω.P额＝ ＝13.5W
故答案为：D.
【分析】（1）当滑片位于中点时，灯泡正常发光，其两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出电阻两端的电压，再根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时两电阻之间的关系；（2）根据P＝I2R表示出电路中的电流，再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，联立等式即可求出滑动变阻器的最大阻值，进一步求出灯泡的电阻，利用P＝ 求出灯泡的额定功率．
7．（2016九上·玉林月考）如图所示的电路中，电源两端电压为4.5V并保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω．电压表接入电路的量程（0～3）V，电流表的接入电路量程（0～0.6）A．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P在滑动的过程中，有下列几种说法，其中正确的是（　　）
A．滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω～20Ω
B．电流表的示数变化范围为0.15A～0.45A
C．电压表的示数变化范围为1.5V～4.5V
D．电路消耗的总功率的变化范围为0.675W～2.7W
【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】解：电源两端电压为4.5V保持不变，定值电阻为10Ω；由题意知，
当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流I1=I=I2= = =0.3A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A；故滑动变阻器接入电路中的最小电阻R2= =5Ω；
此时电路消耗的最大功率P=UI=4.5V×0.3A=1.35W；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，即I1′= =0.15A；
电压表示数也为最小值，即U1′=I1′R1=0.15A×10Ω=1.5V；
电路消耗的最小功率P′=UI1′=4.5V×0.15A=0.675W；
由上述可知，滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω～20Ω，A符合题意；
电流表的示数变化范围为0.15A～0.3A．B选项不合题意；
电压表的示数变化范围为1.5V～3V，C选项不合题意；
电路消耗的总功率的变化范围为0.675W～1.35W，D选项不合题意 .
故答案为：A．
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联在电路中，电压表测量定值电阻两端的电压 . 在串联电路中，电阻越大，电阻两端的电压越高，当电压表的示数最小时，变阻器接入电路的电阻最大；当电流表的示数达到最大值时，变阻器接入电路的电阻最小；根据欧姆定律分别计算出电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值，再计算电压表示数和电流表示数以及电功率公式P＝UI计算出电路中的总功率 .
8．某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程 “0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化)，在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　）
A．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A
B．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.25W
【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律；滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】∵UL=2.5V，PL=1.25W
∴IL=PL/UL
=1.25W/2.5V
=0.5A，
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据串联电路电流的特点，
所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A，
由于此时电流最大，所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
R总=U总/I
=4.5V/0.5A
=9Ω，
RL=UL2/PL
=(2.5V)2/1.25W
=5Ω，
R小=R总-RL=9Ω-5Ω=4Ω；
∵当电压表的示数最大为U大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流最小，
∴UL′=U-U大=4.5V-3V=1.5V，
再利用公式I小=UL′/RL
=1.5V/5Ω
=0.3A，
最后利用公式R大=U大/I小
=3V/0.3A
=10Ω；
所以电路中电流的变化范围是0.3A-0.5A，滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω-10Ω；
灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=（0.3A)2×5Ω=0.45W；
电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W．
故选D
【点评】本题综合性较强，需要对整个电学部分知识熟练掌握，难度较大。
二、填空题
9．（2023九上·长沙期末）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V，1.5W”字样的灯泡L（忽意略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3，断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5W，R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。灯泡的电阻是　 　，Ⅰ的大小是　 　，U2可能是　 　。
【答案】；0.4A；4.5V##1V
【知识点】变阻器；欧姆定律及其应用；电路的基本连接方式
【解析】【解答】闭合S、S1、S2，断开S3时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R的电压，设滑片P移到某一位置时接入电路中电阻为R，此时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，则接入电路中的电阻为R-5Ω，电路中的电流为I+0.1A，因此时L恰好正常发光，所以由可得：；
解得：I=0.4A。由可得，灯泡的电阻为：；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，所以，电源的电压为：U=I(R+RL)=(I+0.1A)[(R-5Ω)+RL]；
即：0.4A×(R+6Ω)=(0.4A+0.1A)[(R-5Ω)+6Ω]；
解得：R=19Ω，则电源的电压为：U=I(R+RL)=0.4A×(19Ω+6Ω)=10V；
当A、B间换接为R3，闭合S、S3、断开S1、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，且P1≠P2，所以，由可知，R1≠R2，且电路中的电流为：；
此时电路的总电阻为：；
因R1、R2、R3的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能，所以，R1、R2、R3的电阻依次可能为2Ω、9Ω、9Ω，也可能为9Ω、2Ω、9Ω，则当时，电阻R2两端的电压为：；
当时，电阻R2两端的电压为：；
即电阻R2两端的电压为4.5V或者。
故填；0.4A； 4.5V或1V.
【分析】根据串并联电路电流电压的规律，结合串联分压原理，欧姆定律进行综合计算，考查了综合能力。
10．（2023九上·建华期中） 如图甲的实验电路，电源电压恒定，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象，图　 　（选填a、b）是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像，电源电压　 　V。
【答案】a；6
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1）由图甲知，R1与R2串联，电流表测串联电路中的电流，电压表V1测R1的电压，电压表V2表测R2的电压，当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，R1的阻值在减小，串联电路中的电流在变大，R2两端的电压在增大，R1两端的电压在减小，所以在乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像；
（2）由乙图知：当电路中的电流为最大值：I=0.6A时，电压表V1的示数为0V；电压表V2的示数为6V；即此时只有R2工作，有：U源=U2=“6”V；
综上可知，本题正确答案为：第1 空应填：“a”，第2 空应填：“6” 。
【分析】（1）由图甲知，R1与R2串联，电流表测串联电路中的电流，电压表V1测R1的电压，电压表V2表测R2的电压，当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，R1的阻值在减小，串联电路中的电流在变大，R2两端的电压在增大，R1两端的电压在减小，可推知乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像；
(2)由乙图知：当电路中的电流为最大值时，电路中的总电阻最小，可推知此时R1短路，只有R2工作，根据U源=U2可求出电源电压；或者根据任意一组数据，比方：当I=0.3A时，U1=U2=3V，也可得出电源电压：U源=U1+U2=6V；余此类推 。
三、实验探究题
11．（2024九下·南宁开学考）小张用如图所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
（1）用笔画代替导线连接完整图甲实物电路　 　。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于　 　端(填“A”或“B”)。
（3）小张连接完电路后，检查无误后闭合开关，却发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数。可能发生的故障是____。(选填答案字母)
A．滑动变阻器处断路 B．灯座接线短路
C．小灯泡灯丝断了 D．开关接触不好
（4）排除故障后调节变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（5）完成实验后，小聪受“单表测电阻”的启发，设计了如图丙所示的电路(电源电压仍为4.5V)，也想测量出本题中小灯泡的额定功率，请根据他的思路将步骤补充完整。
①闭合开关S，将开关S1拨到“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数为　 　V；
②　 　，现将开关S1拨到“2”，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率P=　 　(用U额、U0、R0表示)。
【答案】（1）
（2）B
（3）B
（4）0.75
（5）2；保持滑片不动；
【知识点】电流的测量及电流表的使用；电路故障的判断；滑动变阻器的原理及其使用；额定功率；电功率的测量
【解析】【解答】（1）小灯泡正常发光的电流，故电流表的量程应选0~0.6A，如图所示：
（2）为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于接入电路的阻值最大处，即B端
（3）灯泡不发光，电流表有示数，说明电路可能通路，电压表无示数，说明与电压表并联的支路短路了，故选：B。
（4）如图乙所示，电流表选用0.6A的量程，分度值0.02A，电流表示数为0.3A，小灯泡的额定功率
为：P=U1I=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）如图丙所示，闭合开关S，将开关S1拨到“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片至电压表示数为2V，由串联电路电压的规律，灯两端的电压：U灯=U-U1=4.5V-2V=2.5V，灯泡正常发光；保持滑动变阻器的滑片不动，再将开关S1拨至"2”，小灯泡、R0和滑动变阻器仍串联，电压表测R0两端的电压为U0，电路中的电流即为小灯泡的额定电流：，则小灯泡的额定功率：
【分析】（1）选择电流表量程，并串联在电路中。
（2）为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于接入电路的阻值最大处。
（3）灯泡不发光，电流表有示数，说明电路可能通路，电压表无示数，说明与电压表并联的支路短路了。
（4）根据电流表选用量程确定分度值和读数，根据P=UI算出小灯泡的额定功率；
（5）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，将开关S1拨至“1”，根据串联电路电压规律可得出电压表的示数；滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电路的电流不变，求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流，根据P额=U额I额求出小灯泡的额定 。
四、计算题
12．（2023九上·长沙期末）如图所示，电源电压U=18V恒定不变，灯L的规格为“24V，48W”且工作时电阻保持不变，滑动变阻器R的规格为“5Ω，1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~3A。在电路安全的前提下，操作如下：当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，灯泡消耗的电功率为P1；当只闭合开关S1时，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为R，电压表示数为U1，电流表示数为I1，再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为2R，电压表示数为U2，电流表示数为I2。已知：I1∶I2=10∶9，U1∶U2=20∶21。
求；
（1）灯泡的电阻；
（2）灯泡功率P1；
（3）电阻R1；
（4）通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动，在确保电路安全的前提下，求整个电路正常工作时的最小电功率。
【答案】（1）解：灯泡电阻
答：灯泡的电阻为12Ω；
（2）解当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，R1被短路，灯泡L与滑动变阻器R2的最大阻值并联，由并联电路的电压特点可知，此时灯泡L两端的电压
则灯泡功率
答：灯泡功率P1为27W；
（3）解：当只闭合开关S1时，R1、R2、灯泡L串联，电压表测R1、R2两端的总电压，电流表测电路的电流，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知
由①②可得
答：电阻R1为20Ω；
（4）解：由P=UI可知，当电源电压一定时，电路中的电流最小时，电路的电功率最小，由欧姆定律可知，此时电路中的电阻最大，由串并联电路的电阻特点可知，当R1、R2、灯泡L串联时电路中的电阻最大，由串联电路的分压原理可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时电路中的总电阻最大，因为电压表的量程为0~15V，所以电压表的最大示数为15V，由串联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压
通过灯泡电流
此时串联电路电流
R1、R2接入电路总电阻
此时滑动变阻器接入电路阻值
整个电路正常工作时的最小电功率
答：整个电路正常工作时的最小电功率为4.5W。
【知识点】变阻器；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用求出灯泡的电阻。
（2）由并联电路的电压特点可知，得出灯泡L两端的电压，利用求出灯泡功率。
（3）利用由串联电路的电阻特点和欧姆定律列出关系方程进而求出。
（4）由P=UI可知，当电源电压一定时，电路中的电流最小时，电路的电功率最小。由由串并联电路的电阻特点，结合欧姆定律求出电路中的最小电流，进而求解。
1 / 1人教版九年级物理同步训练培优卷：16.4 变阻器
一、选择题
1．（2023九上·金平期末）如图所示的电路，电源电压不变。闭合开关S，将滑片P向右移动的过程中（忽略灯丝电阻的变化）下列说法中正确的是（　　）
A．电流表A1示数变小，电压表V示数不变
B．电流表A示数变小，灯泡亮度不变
C．电压表V示数与电流表A示数的比值不变
D．电路的总功率变大
2．（2024九下·重庆市开学考）如图所示，电源电压保持不变，R2为定值电阻，R1为滑动变阻器，滑片P处于中点，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S和S2，滑片P向右移，电压表V1示数变大，电流表A示数变小
B．闭合所有开关，滑片P向左移过程中，电压表V2示数与电流表A示数之比不变
C．滑片P处于中点时，先闭合开关S、S2，再闭合S1，电流表A和电压表V1示数均变大
D．若将电压表V1和V2换成对应的电流表A1和A2，闭合开关S和S1，滑片P向右移电流表A2示数不变，电流表A1和A示数变小
3．（2023九上·丰城期中）如图甲所示电路，电源两端电压保持不变，R0为定值电阻，Rp为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电源两端电压为5V
B．滑动变阻器的最大阻值为50Ω
C．定值电阻R0的阻值是100Ω
D．当滑动变阻器的滑片P移至中点时，电流表的示数是0.3A
4．（2023九上·澧县期中）如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度h。已知电流增大时电流表指针向右偏转，则下列说法正确的是（　　）
A．油面下降时，电流表指针向右偏转
B．油量表的零刻度线一定与电流表零刻度线相重合
C．油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的
D．油箱内的油越少，流过电流表的电流越大
5．（2023九下·龙岗模拟）甲图是反映身体柔韧水平的“坐位体前屈测量仪”，乙图是其内部电路图电源电压恒定，两个身形接近但柔韧性差异较大的同学先后推动挡板进行测量，“显示器”示数的大小能够反映柔韧性的好差。下列与测量仪有关的说法正确的是（　　）
A．“显示器”是电压表
B．柔韧性好的同学测量时，电阻丝接入电路中的电阻更大
C．柔韧性差的同学测量时，电路中的电流较小
D．通过电阻R的电流做功会消耗电能，为了节约电能，可以将R去掉
6．（2019九上·长春期中）如图所示，电源电压U=18V，小灯泡L的额定电压为9V。当滑动变阻器的滑片P移至中点时，小灯泡L正常发光；当滑片P移至最右端时，小灯泡L的实际功率为6W。则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为：（　　）
A．13.5W；6Ω B．6W；13.5Ω C．6W；12Ω D．13.5W；12Ω
7．（2016九上·玉林月考）如图所示的电路中，电源两端电压为4.5V并保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω．电压表接入电路的量程（0～3）V，电流表的接入电路量程（0～0.6）A．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P在滑动的过程中，有下列几种说法，其中正确的是（　　）
A．滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω～20Ω
B．电流表的示数变化范围为0.15A～0.45A
C．电压表的示数变化范围为1.5V～4.5V
D．电路消耗的总功率的变化范围为0.675W～2.7W
8．某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程 “0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化)，在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　）
A．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A
B．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.25W
二、填空题
9．（2023九上·长沙期末）如图所示电路，电源电压U恒定。当A、B间接入标有“3V，1.5W”字样的灯泡L（忽意略灯丝电阻变化），闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3，断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5W，R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。灯泡的电阻是　 　，Ⅰ的大小是　 　，U2可能是　 　。
10．（2023九上·建华期中） 如图甲的实验电路，电源电压恒定，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象，图　 　（选填a、b）是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像，电源电压　 　V。
三、实验探究题
11．（2024九下·南宁开学考）小张用如图所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
（1）用笔画代替导线连接完整图甲实物电路　 　。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于　 　端(填“A”或“B”)。
（3）小张连接完电路后，检查无误后闭合开关，却发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数。可能发生的故障是____。(选填答案字母)
A．滑动变阻器处断路 B．灯座接线短路
C．小灯泡灯丝断了 D．开关接触不好
（4）排除故障后调节变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（5）完成实验后，小聪受“单表测电阻”的启发，设计了如图丙所示的电路(电源电压仍为4.5V)，也想测量出本题中小灯泡的额定功率，请根据他的思路将步骤补充完整。
①闭合开关S，将开关S1拨到“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数为　 　V；
②　 　，现将开关S1拨到“2”，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率P=　 　(用U额、U0、R0表示)。
四、计算题
12．（2023九上·长沙期末）如图所示，电源电压U=18V恒定不变，灯L的规格为“24V，48W”且工作时电阻保持不变，滑动变阻器R的规格为“5Ω，1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~3A。在电路安全的前提下，操作如下：当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，灯泡消耗的电功率为P1；当只闭合开关S1时，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为R，电压表示数为U1，电流表示数为I1，再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为2R，电压表示数为U2，电流表示数为I2。已知：I1∶I2=10∶9，U1∶U2=20∶21。
求；
（1）灯泡的电阻；
（2）灯泡功率P1；
（3）电阻R1；
（4）通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动，在确保电路安全的前提下，求整个电路正常工作时的最小电功率。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；电功率的计算
2．【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用；滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】A、 闭合开关S和S2， 两电阻串联，电压表 V1 测量R1滑片左侧部分电阻分得的电压，电压表V2测量电源电压，电流表测量电路中的电流；滑片P向右移，与电压表并联部分的电阻变大，电压表V1的示数变大；
由于电压表V1的电阻很大，相当于断路，所以滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变，电路的总电阻不变，由知电路中的电流不变，电流表的示数不变，故A错误；
B、闭合所有开关，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联，电压表V测量滑动变阻器R两端的电压，电压表V2仍测量电源电压，其示数不变，电流表测量电路中的电流，滑片向左移动时，电阻变小，电路的总电阻变小，由知电路中的电流变大，电流表A的示数变大，所以电压表V2示数与电流表A示数之比变小，故B错误；
C、滑片P处于中点时，先闭合开关S、S2，定值电阻与滑动变阻器的最大电阻串联，电压表V1测量滑动变阻器R1两端的电压，再闭合S1，定值电阻与滑动变阻器最大电阻的一半串联，电路的电阻变小，由知电路中的电流变大，电流表A的示数变大；先闭合开关S、S2时，电压表V1的示数为：，
再闭合开关S1时，电压表V1的示数为：，所以电压表V1的示数变小，故C正确；
D、若将电压表V1和V2换成对应的电流表A1和A2，闭合开关S和S1，滑动变阻器R1与定值电阻R2并联，电流表A、A1测量干路电流，电流表A2测量通过滑动变阻器R1的电流，滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律得通过滑动变阻器R1的电流变小，电流表A2的示数变小，由于并联电路各个支路互不影响，所以通过定值电阻R2的电流不变，由并联电路电流的规律知干路电流变小，电流表A1和A示数变小，故D错误。
故选项为：C。
【分析】(1)闭合开关S和S2，两电阻串联，电压表V1测量R1滑片左侧部分电阻分得的电压，电压表V2测量电源电压，电流表测量电路中的电流；
根据串联电路的分压作用判断出滑片P向右移时电压表V，示数的变化；
根据电压表的特点判断出电路的连接情况，由判断出电路中电流的变化，进而判断出电流表示数的变化；
(2)闭合所有开关，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联，电压表V测量滑动变阻器R1两端的电压，电压表V2仍测量电源电压，电流表测量电路中的电流；判断出滑片向左移动时滑动变阻器接入电路电阻的变化，由串联电路电阻的规律判断出电路总电阻的变化，由判断出电路中电流的变化，进而判断出电压表V2示数与电流表A示数之比的变化；
R
(3)滑片P处于中点时，先闭合开关S、S2，定值电阻与滑动变阻器的最大电阻串联，电压表V1测量滑动变阻器R1两端的电压，再闭合S1，定值电阻与滑动变阻器最大电阻的一半串联，电路的电阻变小，由判断出电路中电流的变化，由欧姆定律表示出先闭合开关S、S2时和再闭合开关S1，时电压表V1的示数，进而判断出电压表V1示数的变化；
(4)若将电压表V1和V2换成对应的电流表A1和A2，闭合开关S和S1，滑动变阻器R1与定值电阻R2并联，电流表A、A1测量干路电流，电流表A2测量通过滑动变阻器R1的电流，滑片P向右移，判断出滑动变阻器接入电路电阻的变化，由欧姆定律判断出通过滑动变阻器R1电流的变化，进而判断出电流表A2示数的变化，根据并联电路电流的特点判断出通过定值电阻电流的变化，由并联电路电流的规律判断出干路电流的变化，进而判断出电流表A1和A示数的变化。
3．【答案】B
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】 R0定值电阻和Rp滑动变阻器组成串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，滑动变阻器在最左端时，电压表被短路，示数为0，通过乙图可知电流0.6A，滑动变阻器在最右端时，R0定值电阻和Rp滑动变阻器串联，电压表示数5V，此时电流最小是0.1A，根据两种情况分别列出表达式①U=0.6R0 ，②U=0.1R0+5，联立①②解得R0=10Ω，U=6V， Rp最大=50Ω， 当滑动变阻器的滑片P移至中点时即电阻接入25Ω时，电路的电流==0.17A，故只有B正确，ACD错误
【分析】本题主要考查了欧姆定律及其应用，动态电路改变以后抓住电源电压和定值电阻是不变的量，根据电流电压电阻对应的关系进行分析计算，本题难度较大。
4．【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】A. 油面下降时，滑动变阻器滑片上移，R阻值变大，电路中电流减小，电流表指针向左偏转 ，故A错误
B. 油量表零刻度线表示邮箱没有油，此时电阻最大，电流最小，但不是0，故B错误
C.油量液面越高，滑动变阻器的电阻越小，电流越大， 电流表指针向右偏转 ，故C正确
D.油箱内的油越少，R阻值越大，流过电流表的电流越小，故D错误
故选择C
【分析】解答此题的关键是明白油量表的工作原理，滑动变阻器阻值的改变引起电路中电流的变化，会用欧姆定律的应用，电流表的使用，滑动变阻器的使用等知识点
5．【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用；滑动变阻器的原理及其使用
6．【答案】D
【知识点】变阻器；电功率的计算
【解析】【解答】(1)P在中点时(连入电阻为 R)，灯泡正常发光，说明此时灯泡两端的电压为9V，变阻器两端的电压为9V，即变阻器的最大阻值R为灯泡电阻RL的两倍，RL＝R′＝ R.(2)当P移动到最右端时(电阻全连入为R)，I＝ ，即： ，解得：R＝12Ω，则RL＝R′＝ R＝ ×12Ω＝6Ω.P额＝ ＝13.5W
故答案为：D.
【分析】（1）当滑片位于中点时，灯泡正常发光，其两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出电阻两端的电压，再根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时两电阻之间的关系；（2）根据P＝I2R表示出电路中的电流，再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，联立等式即可求出滑动变阻器的最大阻值，进一步求出灯泡的电阻，利用P＝ 求出灯泡的额定功率．
7．【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】解：电源两端电压为4.5V保持不变，定值电阻为10Ω；由题意知，
当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流I1=I=I2= = =0.3A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A；故滑动变阻器接入电路中的最小电阻R2= =5Ω；
此时电路消耗的最大功率P=UI=4.5V×0.3A=1.35W；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，即I1′= =0.15A；
电压表示数也为最小值，即U1′=I1′R1=0.15A×10Ω=1.5V；
电路消耗的最小功率P′=UI1′=4.5V×0.15A=0.675W；
由上述可知，滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω～20Ω，A符合题意；
电流表的示数变化范围为0.15A～0.3A．B选项不合题意；
电压表的示数变化范围为1.5V～3V，C选项不合题意；
电路消耗的总功率的变化范围为0.675W～1.35W，D选项不合题意 .
故答案为：A．
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联在电路中，电压表测量定值电阻两端的电压 . 在串联电路中，电阻越大，电阻两端的电压越高，当电压表的示数最小时，变阻器接入电路的电阻最大；当电流表的示数达到最大值时，变阻器接入电路的电阻最小；根据欧姆定律分别计算出电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值，再计算电压表示数和电流表示数以及电功率公式P＝UI计算出电路中的总功率 .
8．【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律；滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】∵UL=2.5V，PL=1.25W
∴IL=PL/UL
=1.25W/2.5V
=0.5A，
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据串联电路电流的特点，
所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A，
由于此时电流最大，所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
R总=U总/I
=4.5V/0.5A
=9Ω，
RL=UL2/PL
=(2.5V)2/1.25W
=5Ω，
R小=R总-RL=9Ω-5Ω=4Ω；
∵当电压表的示数最大为U大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流最小，
∴UL′=U-U大=4.5V-3V=1.5V，
再利用公式I小=UL′/RL
=1.5V/5Ω
=0.3A，
最后利用公式R大=U大/I小
=3V/0.3A
=10Ω；
所以电路中电流的变化范围是0.3A-0.5A，滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω-10Ω；
灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=（0.3A)2×5Ω=0.45W；
电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W．
故选D
【点评】本题综合性较强，需要对整个电学部分知识熟练掌握，难度较大。
9．【答案】；0.4A；4.5V##1V
【知识点】变阻器；欧姆定律及其应用；电路的基本连接方式
【解析】【解答】闭合S、S1、S2，断开S3时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R的电压，设滑片P移到某一位置时接入电路中电阻为R，此时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5Ω，电流表示数变化了0.1A，则接入电路中的电阻为R-5Ω，电路中的电流为I+0.1A，因此时L恰好正常发光，所以由可得：；
解得：I=0.4A。由可得，灯泡的电阻为：；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，所以，电源的电压为：U=I(R+RL)=(I+0.1A)[(R-5Ω)+RL]；
即：0.4A×(R+6Ω)=(0.4A+0.1A)[(R-5Ω)+6Ω]；
解得：R=19Ω，则电源的电压为：U=I(R+RL)=0.4A×(19Ω+6Ω)=10V；
当A、B间换接为R3，闭合S、S3、断开S1、S2时，R1、R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，且P1≠P2，所以，由可知，R1≠R2，且电路中的电流为：；
此时电路的总电阻为：；
因R1、R2、R3的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能，所以，R1、R2、R3的电阻依次可能为2Ω、9Ω、9Ω，也可能为9Ω、2Ω、9Ω，则当时，电阻R2两端的电压为：；
当时，电阻R2两端的电压为：；
即电阻R2两端的电压为4.5V或者。
故填；0.4A； 4.5V或1V.
【分析】根据串并联电路电流电压的规律，结合串联分压原理，欧姆定律进行综合计算，考查了综合能力。
10．【答案】a；6
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1）由图甲知，R1与R2串联，电流表测串联电路中的电流，电压表V1测R1的电压，电压表V2表测R2的电压，当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，R1的阻值在减小，串联电路中的电流在变大，R2两端的电压在增大，R1两端的电压在减小，所以在乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像；
（2）由乙图知：当电路中的电流为最大值：I=0.6A时，电压表V1的示数为0V；电压表V2的示数为6V；即此时只有R2工作，有：U源=U2=“6”V；
综上可知，本题正确答案为：第1 空应填：“a”，第2 空应填：“6” 。
【分析】（1）由图甲知，R1与R2串联，电流表测串联电路中的电流，电压表V1测R1的电压，电压表V2表测R2的电压，当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，R1的阻值在减小，串联电路中的电流在变大，R2两端的电压在增大，R1两端的电压在减小，可推知乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像；
(2)由乙图知：当电路中的电流为最大值时，电路中的总电阻最小，可推知此时R1短路，只有R2工作，根据U源=U2可求出电源电压；或者根据任意一组数据，比方：当I=0.3A时，U1=U2=3V，也可得出电源电压：U源=U1+U2=6V；余此类推 。
11．【答案】（1）
（2）B
（3）B
（4）0.75
（5）2；保持滑片不动；
【知识点】电流的测量及电流表的使用；电路故障的判断；滑动变阻器的原理及其使用；额定功率；电功率的测量
【解析】【解答】（1）小灯泡正常发光的电流，故电流表的量程应选0~0.6A，如图所示：
（2）为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于接入电路的阻值最大处，即B端
（3）灯泡不发光，电流表有示数，说明电路可能通路，电压表无示数，说明与电压表并联的支路短路了，故选：B。
（4）如图乙所示，电流表选用0.6A的量程，分度值0.02A，电流表示数为0.3A，小灯泡的额定功率
为：P=U1I=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）如图丙所示，闭合开关S，将开关S1拨到“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片至电压表示数为2V，由串联电路电压的规律，灯两端的电压：U灯=U-U1=4.5V-2V=2.5V，灯泡正常发光；保持滑动变阻器的滑片不动，再将开关S1拨至"2”，小灯泡、R0和滑动变阻器仍串联，电压表测R0两端的电压为U0，电路中的电流即为小灯泡的额定电流：，则小灯泡的额定功率：
【分析】（1）选择电流表量程，并串联在电路中。
（2）为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器滑片应位于接入电路的阻值最大处。
（3）灯泡不发光，电流表有示数，说明电路可能通路，电压表无示数，说明与电压表并联的支路短路了。
（4）根据电流表选用量程确定分度值和读数，根据P=UI算出小灯泡的额定功率；
（5）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，将开关S1拨至“1”，根据串联电路电压规律可得出电压表的示数；滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电路的电流不变，求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流，根据P额=U额I额求出小灯泡的额定 。
12．【答案】（1）解：灯泡电阻
答：灯泡的电阻为12Ω；
（2）解当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，R1被短路，灯泡L与滑动变阻器R2的最大阻值并联，由并联电路的电压特点可知，此时灯泡L两端的电压
则灯泡功率
答：灯泡功率P1为27W；
（3）解：当只闭合开关S1时，R1、R2、灯泡L串联，电压表测R1、R2两端的总电压，电流表测电路的电流，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知
由①②可得
答：电阻R1为20Ω；
（4）解：由P=UI可知，当电源电压一定时，电路中的电流最小时，电路的电功率最小，由欧姆定律可知，此时电路中的电阻最大，由串并联电路的电阻特点可知，当R1、R2、灯泡L串联时电路中的电阻最大，由串联电路的分压原理可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时电路中的总电阻最大，因为电压表的量程为0~15V，所以电压表的最大示数为15V，由串联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压
通过灯泡电流
此时串联电路电流
R1、R2接入电路总电阻
此时滑动变阻器接入电路阻值
整个电路正常工作时的最小电功率
答：整个电路正常工作时的最小电功率为4.5W。
【知识点】变阻器；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用求出灯泡的电阻。
（2）由并联电路的电压特点可知，得出灯泡L两端的电压，利用求出灯泡功率。
（3）利用由串联电路的电阻特点和欧姆定律列出关系方程进而求出。
（4）由P=UI可知，当电源电压一定时，电路中的电流最小时，电路的电功率最小。由由串并联电路的电阻特点，结合欧姆定律求出电路中的最小电流，进而求解。
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