第101页 - 亮点给力提优课时作业本九年级物理江苏版

A

B

9

0.45

3

不变

10

D

【分析】
这道题需要分两种开关状态、两种电表类型分别分析电路：
1. 第一种情况：闭合S₀、S，甲乙为电压表时，电压表相当于开路，先判断电路为R₁、R₂串联，再明确甲电压表测电源总电压，乙电压表测R₂两端的电压。结合串联电路总电压等于各部分电压之和，算出两个电阻的电压之比，串联电路电流相等，电压之比等于电阻之比，就能得到R₁:R₂的比值。
2. 第二种情况：S断开、S₀闭合，甲乙为电流表时，电流表相当于导线，电路为R₁、R₂并联，明确甲电流表测R₂支路的电流，乙电流表测干路总电流。结合并联电路各支路电压相等，电流之比等于电阻的反比，算出两支路的电流关系，再根据并联电路干路电流等于支路电流之和，就能得到I甲:I乙的比值。
【解析】
① 当闭合S₀、S，甲、乙两表为电压表时：
R₁与R₂串联，甲电压表测量电源总电压U，乙电压表测量R₂两端的电压U₂。
已知U甲:U乙=7:5，即U:U₂=7:5，设U=7k，U₂=5k，根据串联电路电压规律，R₁两端电压U₁=U-U₂=7k-5k=2k。
串联电路各处电流相等，由欧姆定律U=IR可得：
R₁:R₂ = (U₁/I):(U₂/I) = U₁:U₂ = 2k:5k = 2:5。
② 当S断开、S₀闭合，甲、乙两表为电流表时：
R₁与R₂并联，甲电流表测量通过R₂的电流I₂，乙电流表测量干路的总电流I总。
并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律I=U/R可得两支路电流之比：
I₁:I₂ = (U/R₁):(U/R₂) = R₂:R₁ = 5:2，即I₁=(5/2)I₂。
根据并联电路电流规律，干路总电流I总=I₁+I₂ = (5/2)I₂ + I₂ = (7/2)I₂。
因此两电流表示数之比：
I甲:I乙 = I₂:I总 = I₂:(7/2 I₂) = 2:7。
综上R₁:R₂=2:5，I甲:I乙=2:7，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
串联电路电压规律
并联电路电流规律
欧姆定律应用
【点评】
本题的核心考点是电表切换类的电路比值计算，易错点是误判不同状态下电表的测量对象，解题时要牢记电压表相当于开路、电流表相当于导线的特点，先梳理清楚串并联结构，再结合串并联电路的规律推导比值，整体属于欧姆定律的常规综合应用题型。
【难度系数】
0.6

【分析】
首先第一步判断电路连接方式：电源电压6V远大于小灯泡的额定电压1.5V，如果采用并联接法，小灯泡两端电压会直接等于电源电压6V，远超额定电压会直接烧毁灯泡，因此必须串联电阻分担多余的电压，先排除所有并联的C、D选项。第二步计算小灯泡正常发光的额定电流，用欧姆定律即可算出。第三步结合串联电路的电压规律，得到串联电阻需要分担的电压，再利用串联电路电流处处相等的特点，通过欧姆定律算出所需串联电阻的总阻值。最后结合电阻线“1Ω/cm”的规格，直接换算得到需要的电阻线长度，就能选出正确答案。
【解析】
1. 判断连接方式：电源总电压U=6V，小灯泡额定电压U_L=1.5V，并联电路各支路电压等于电源电压，若并联小灯泡两端电压为6V，远大于额定电压会烧毁灯泡，因此必须串联电阻分压，直接排除C、D选项。
2. 计算小灯泡正常发光的电流：根据欧姆定律，小灯泡额定电流$I_L=\frac{U_L}{R_L}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，小灯泡正常发光时整个电路的电流为0.3A。
3. 计算串联电阻的分压：串联电路总电压等于各部分电压之和，因此电阻线需要分担的电压$U_R=U-U_L=6\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=4.5\ \mathrm{V}$。
4. 计算所需电阻线的阻值：串联电路电流处处相等，通过电阻线的电流$I_R=I_L=0.3\ \mathrm{A}$，由欧姆定律得电阻线总阻值$R=\frac{U_R}{I_R}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$。
5. 计算电阻线长度：已知电阻线规格为$1\ \Omega/\mathrm{cm}$，因此所需电阻线长度$L=\frac{15\ \Omega}{1\ \Omega/\mathrm{cm}}=15\ \mathrm{cm}$，即需要串联一段15cm长的电阻线。
【答案】
B
【知识点】
串联分压规律，欧姆定律应用
【点评】
本题是结合生活场景的电路设计基础题，核心考察串联分压的实际应用，易错点是部分同学会混淆串并联的电压特点误选并联选项，计算时注意电阻线的阻值和长度的换算关系即可顺利得到结果。
【难度系数】
0.7

【分析】
解题时首先要分两种开关状态判断电路的连接方式：第一种状态，S₃闭合、S₁和S₂断开时，电流只有唯一路径，R₁和R₂串联，电流表测量串联电路的电流，先计算串联总电阻，再利用欧姆定律U=IR即可求出电源电压；第二种状态，S₃断开、S₁和S₂都闭合时，R₁和R₂两端都直接接在电源两极，属于并联电路，电流表测量干路总电流，已知电源电压后分别计算两个支路的电流，结合并联电路的电流规律求和就能得到干路电流。
【解析】
1. 当开关$\mathrm{S}_3$闭合，$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$断开时：
$R_1$与$R_2$串联，电流表测串联电路的电流，串联总电阻：
$R_{\mathrm{串}} = R_1 + R_2 = 30\ \Omega + 60\ \Omega = 90\ \Omega$
根据欧姆定律$U=IR$，电源电压：
$U = I_{\mathrm{串}} R_{\mathrm{串}} = 0.1\ \mathrm{A} × 90\ \Omega = 9\ \mathrm{V}$。
2. 当开关$\mathrm{S}_3$断开，$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$都闭合时：
$R_1$与$R_2$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$U_1=U_2=U=9\ \mathrm{V}$：
通过$R_1$的电流：$I_1 = \frac{U}{R_1} = \frac{9\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A}$
通过$R_2$的电流：$I_2 = \frac{U}{R_2} = \frac{9\ \mathrm{V}}{60\ \Omega} = 0.15\ \mathrm{A}$
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和，总电流：
$I_{\mathrm{总}} = I_1 + I_2 = 0.3\ \mathrm{A} + 0.15\ \mathrm{A} = 0.45\ \mathrm{A}$。
【答案】
9；0.45
【知识点】
欧姆定律、串并联电路规律
【点评】
本题属于基础电路计算题型，核心考点是根据开关通断状态准确判断电路的串并联结构，再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律完成计算，解题的关键是避免误判不同开关状态下的用电器连接关系。
【难度系数】
0.7

【分析】
首先先识别电路连接方式：R₁和R₂为并联关系，电压表直接并联在电源两端，电流表A₁测量通过R₁支路的电流，电流表A测量干路总电流。第一空，并联电路各支路电压等于电源电压，已知电源电压为3V，直接得到电压表示数；第二空，电压表示数和A₁示数的比值，根据欧姆定律推导可知该比值等于定值电阻R₁的阻值，因此不会随滑片移动变化；第三空，先计算R₁支路的恒定电流，结合干路电流表的量程上限，得到滑动变阻器允许通过的最大电流，再通过欧姆定律算出R₂接入的最小阻值，保证所有电表都安全。
【解析】
1. 由电路图可知，R₁与R₂并联，电压表测量电源两端电压，电源电压为3V，因此闭合开关后电压表示数为3V。
2. 根据欧姆定律，电压表示数U与电流表A₁示数I₁的比值为$\frac{U}{I_1}=R_1$，R₁是阻值为10Ω的定值电阻，因此滑片移动时该比值保持不变。
3. 先计算R₁支路的电流：$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。干路电流表A量程为0~0.6A，因此干路允许的最大总电流为0.6A，根据并联电路电流规律，滑动变阻器R₂允许通过的最大电流$I_{2\max}=I_{\mathrm{总}\max}-I_1=0.6\ \mathrm{A}-0.3\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$，则R₂接入电路的最小阻值：$R_{2\min}=\frac{U}{I_{2\max}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
【答案】
3；不变；10
【知识点】
并联电路特点，欧姆定律应用，电路安全分析
【点评】
本题是并联动态电路的基础题型，核心考察并联电路电流、电压规律和欧姆定律的结合应用，解题的关键是先明确各电表的测量对象，易错点是容易忽略干路电流表的量程限制，误将0.6A直接作为R₂的最大电流计算，导致结果出错。
【难度系数】
0.6

【分析】
我们可以按两步思路推导：首先先区分两个待接入元件的使用特性，电压表内阻极大，只能并联在电路中，不能串联，而定值电阻需要串联在电路中才能正常起到作用，由此先判断两个虚线框哪个适合串联、哪个适合并联；接着结合题目要求“身高变高时电压表示数增大”验证：身高变高时，滑片随M点上移，滑动变阻器接入电路的阻值会变大，根据串联分压规律，阻值越大的元件分得的电压越大，因此电压表需要并联在滑动变阻器两端，定值电阻串联在干路中，就能满足题目的所有要求。
【解析】
1. 元件属性判断：电压表相当于开路，仅能并联在被测电路两端，无法串联接入电路；定值电阻需要串联在电路中，起到限流分压的作用。
2. 位置匹配：下方的虚线框串联在整个电路的干路路径中，因此该位置接入定值电阻；上方的虚线框并联在滑动变阻器R的两端，因此该位置接入电压表。
3. 条件验证：当被测人身高升高时，滑片P随M点向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度增加，接入阻值变大。电源总电压保持不变，根据串联分压原理，滑动变阻器分得的电压随自身阻值增大而增大，因此并联在滑动变阻器两端的电压表示数随之增大，完全符合题目要求。
【答案】

【知识点】
串联分压规律；电压表使用规则；滑动变阻器原理
【点评】
本题是结合身高测量仪的生活化电路设计题，核心考察欧姆定律在串联电路的应用，需要先明确两个元件的使用特性，再结合电表示数的变化要求推导摆放位置，易错点是误将电压表并联在定值电阻两端，导致身高升高时电压表示数减小，不符合题目要求。
【难度系数】
0.6

【分析】
我们首先明确题干核心条件：力敏电阻的阻值随所受压力增大而减小，要求压力增大时对应的电表示数同步增大。解题思路是逐个分析每个选项的电路连接方式，结合欧姆定律、串并联电路的电压电流规律，推导压力增大时电表示数的变化情况，最终选出不符合要求的电路：
1. 先判断电路的串并联结构，确定电表测量的是哪个用电器的电流/电压；
2. 假设压力增大，力敏电阻阻值减小，代入对应电路规律推导电表示数的变化；
3. 对比是否满足“压力增大电表示数增大”的要求，筛选出不符合的选项。
【解析】
我们逐个分析四个选项：
选项A：力敏电阻与定值电阻R₀串联，电流表测量串联电路的总电流。当压力增大，力敏电阻阻值减小，电路总电阻R总=R力敏+R₀减小，电源电压U不变，根据欧姆定律I=U/R总，电路总电流变大，电流表示数增大，符合要求。
选项B：力敏电阻与定值电阻R₀并联，电流表测量力敏电阻支路的电流。并联电路各支路两端电压等于电源电压，保持不变。当压力增大，力敏电阻阻值减小，根据I=U/R力敏，该支路电流变大，电流表示数增大，符合要求。
选项C：力敏电阻与定值电阻R₀串联，电压表测量R₀两端的电压。当压力增大，力敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，总电流I增大，R₀是定值电阻，根据U₀=IR₀，R₀两端电压随电流增大而增大，电压表示数增大，符合要求。
选项D：力敏电阻与定值电阻R₀串联，电压表测量力敏电阻两端的电压。当压力增大，力敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，总电流I增大，R₀两端电压U₀=IR₀增大，根据串联电路总电压等于各部分电压之和，力敏电阻两端电压U敏=U总-U₀，因此U敏随U₀增大而减小，电压表示数减小，不符合“压力增大电表示数增大”的要求。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律应用，串并联电路规律
【点评】
本题结合力敏电阻的特性考查动态电路分析，属于常见的传感器类电路题，解题的关键是先明确电表的测量对象，再结合串并联电路的分压、分流规律推导电表示数的变化，注意区分串联电路中不同位置电压表的测量对象对应的变化趋势，避免搞反分压规律得出错误结论。
【难度系数】
0.7

【分析】
首先明确电路为定值电阻$R_0$和力敏电阻$R$串联，解题思路如下：1. 先从图乙明确力敏电阻的阻值随压力的变化规律：压力越大，$R$的阻值越小；2. 对A选项，结合串联总电阻规律和欧姆定律，判断货物质量增大时电流的变化趋势；3. 对BCD选项，利用电路允许的最大电流算出电路的最小总电阻，减去定值电阻$R_0$的阻值得到力敏电阻允许的最小阻值，再对照图乙找到该阻值对应的最大压力，通过$G=mg$换算为最大可检测的货物质量，逐一验证选项的正误，最终选出错误的说法。
【解析】
由图甲可知，定值电阻$R_0$与力敏电阻$R$串联，电源电压$U=12\ \mathrm{V}$保持不变。
选项A：由图乙可知，力敏电阻$R$的阻值随压力$F$的增大而减小。当货物质量增大时，货物对$R$的压力增大，$R$的阻值减小，电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_0+R$随之减小，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$，电源电压不变，电路中的电流增大，A说法正确，不符合题意。
选项B：当$R_0=100\ \Omega$时，电路允许的最大电流$I_{\max}=30\ \mathrm{mA}=0.03\ \mathrm{A}$，此时电路的最小总电阻：
$$R_{\mathrm{总}\min}=\frac{U}{I_{\max}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.03\ \mathrm{A}}=400\ \Omega$ 力敏电阻允许的最小阻值： $$R_{\min}=R_{\mathrm{总}\min}-R_0=400\ \Omega-100\ \Omega=300\ \Omega$
对照图乙，$R=300\ \Omega$对应的压力$F=8×10^3\ \mathrm{N}$，可检测的最大货物质量：
$$m=\frac{F}{g}=\frac{8000\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=800\ \mathrm{kg}$ 并非1000 kg，B说法错误，符合题意。选项C：当$R_0=200\ \Omega$时，同理可得力敏电阻允许的最小阻值： $$R_{\min}=400\ \Omega-200\ \Omega=200\ \Omega$
对照图乙，$R=200\ \Omega$对应的压力$F=9×10^3\ \mathrm{N}$，可检测的最大货物质量：
$$m=\frac{F}{g}=\frac{9000\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=900\ \mathrm{kg}$ C说法正确，不符合题意。选项D：若电路允许的最大电流变为$I'_{\max}=24\ \mathrm{mA}=0.024\ \mathrm{A}$，此时电路的最小总电阻： $$R'_{\mathrm{总}\min}=\frac{U}{I'_{\max}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.024\ \mathrm{A}}=500\ \Omega$
700 kg货物对应的压力$F'=m'g=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7×10^3\ \mathrm{N}$，对照图乙此时力敏电阻阻值为$400\ \Omega$：
① 选用$R_0=100\ \Omega$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=100\ \Omega+400\ \Omega=500\ \Omega$，电流恰好为24 mA，符合电路要求；
② 选用$R_0=200\ \Omega$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=200\ \Omega+400\ \Omega=600\ \Omega＞500\ \Omega$，此时电路电流$I=\frac{12\ \mathrm{V}}{600\ \Omega}=0.02\ \mathrm{A}=20\ \mathrm{mA}＜24\ \mathrm{mA}$，在电路允许范围内。
因此两种规格的$R_0$均能检测700 kg的货物，D说法正确，不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点；欧姆定律应用；力敏电阻特性
【点评】
本题是力电结合的传感器应用类题型，结合图像信息考查串联电路和欧姆定律的综合应用，解题的核心是抓住“最大电流对应最小总电阻”的逻辑，结合力敏电阻的阻值-压力对应关系计算最大检测质量，易错点是看错图乙横纵坐标的对应数值，导致计算出错误的压力和质量，解题时需要仔细核对图像坐标的对应关系。
【难度系数】
0.6