九年级物理解答题伏安法测电阻的探究实验｜试题答案与解析

九年级物理解答题一般

题目

为了更好地测月、巡天、观地,在

2035

年前后,中国将在月球建设国际科研站,如图甲所示.小明同学了解到电流通过电阻后会发热,为了让月球科研站的宇航员生活更舒适,他设计了一个加热坐垫.加热坐垫电路如图乙所示,电流表量程为

0\sim 3A

,电阻

R_{1}

的阻值为

10\Omega

,电流表示数为

1A

,电源电压为

15V

.求:

(1)

此时电阻

R_{1}

两端的电压；

(2)

此时

R_{0}

的电功率；

(3)

该电路总功率不变,使用受限,于是小田和小斌各自设计了可以调节总功率的改进电路,他们都把原电路中

R_{0}

换为滑动变阻器,开关仍控制整个电路.小田把标有"?

\Omega

0.6A

"的滑动变阻器

R_{2}

以某种方式接入原电路中,发现电路中最小电功率为

27W

.小斌把标有"?

\Omega

1A

"的滑动变阻器

R_{3}

以某种方式接入原电路中,发现电路中最小电功率为

7.5W

.则

R_{2}

、

R_{3}

的最大阻值之比为多少.

知识点：伏安法测电阻的探究实验章节：未标注

答案与解析

答案

（1）此时电阻

R_{1}

两端的电压为：

U_{1}=IR_{1}=1A\times 10\Omega =10V

；

(2)

由图乙可知，电阻

R_{1}

与

R_{0}

串联，则此时

R_{0}

两端的电压为：

U_{0}=U-U_{1}=15V-10V=5V

，
则此时

R_{0}

的电功率为：

P=U_{0}I=5V\times 1A=5W

；

(3)

小田把标有“？

\Omega

，

0.6A

”的滑动变阻器

R_{2}

以某种方式接入原电路中，发现电路中最小电功率为

27W

，此时电路中的最小电流为：

I_{2\min }=\frac{{P}_{2min}}{U}=\frac{27W}{15V}=1.8A

，
若只接入

R_{1}

，电路中的电流为：

I_{1}=\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{15V}{10Ω}=1.5A

，
因为两导体串联，总电阻变大，电流会变小；两导体并联，总电阻变小，电流会变大，所以只有把

R_{2}

与

R_{1}

并联，才能使电路中的电流达到

1.8A

，
此时通过

R_{2}

的电流为：

I_{2}=I_{2\min }-I_{1}=1.8A-1.5A=0.3A

，
则

R_{2}

的最大值为：

R_{2\max }=\frac{U}{{I}_{2}}=\frac{15V}{0.3A}=50\Omega

；
小斌把标有“？

\Omega

，

1A

”的滑动变阻器

R_{3}

以某种方式接入原电路中，发现电路中最小电功率为

7.5W

，此时电路中的最小电流为：

I_{3\min }=\frac{{P}_{3min}}{U}=\frac{7.5W}{15V}=0.5A

，
所以只有把

R_{3}

与

R_{1}

并联，才能使电路中的电流达到

0.5A

，
此时电路中的总电阻为：

R=\frac{U}{{I}_{3min}}=\frac{15V}{0.5A}=30\Omega

，
即

R_{3}

的最大值为：

R_{3\max }=R-R_{1}=30\Omega -10\Omega =20\Omega

，
所以

R_{2}

、

R_{3}

的最大阻值之比为：

\frac{{R}_{2max}}{{R}_{3max}}=\frac{50Ω}{20Ω}=\frac{5}{2}

。
答：（1）此时电阻

R_{1}

两端的电压为

10V

；

(2)

此时

R_{0}

的电功率为

5W

；

(3)R_{2}

、

R_{3}

的最大阻值之比为

5:2

。

解析

（1）此时电阻

R_{1}

两端的电压为：

U_{1}=IR_{1}=1A\times 10\Omega =10V

；

(2)

由图乙可知，电阻

R_{1}

与

R_{0}

串联，则此时

R_{0}

两端的电压为：

U_{0}=U-U_{1}=15V-10V=5V

，
则此时

R_{0}

的电功率为：

P=U_{0}I=5V\times 1A=5W

；

(3)

小田把标有“？

\Omega

，

0.6A

”的滑动变阻器

R_{2}

以某种方式接入原电路中，发现电路中最小电功率为

27W

，此时电路中的最小电流为：

I_{2\min }=\frac{{P}_{2min}}{U}=\frac{27W}{15V}=1.8A

，
若只接入

R_{1}

，电路中的电流为：

I_{1}=\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{15V}{10Ω}=1.5A

，
因为两导体串联，总电阻变大，电流会变小；两导体并联，总电阻变小，电流会变大，所以只有把

R_{2}

与

R_{1}

并联，才能使电路中的电流达到

1.8A

，
此时通过

R_{2}

的电流为：

I_{2}=I_{2\min }-I_{1}=1.8A-1.5A=0.3A

，
则

R_{2}

的最大值为：

R_{2\max }=\frac{U}{{I}_{2}}=\frac{15V}{0.3A}=50\Omega

；
小斌把标有“？

\Omega

，

1A

”的滑动变阻器

R_{3}

以某种方式接入原电路中，发现电路中最小电功率为

7.5W

，此时电路中的最小电流为：

I_{3\min }=\frac{{P}_{3min}}{U}=\frac{7.5W}{15V}=0.5A

，
所以只有把

R_{3}

与

R_{1}

并联，才能使电路中的电流达到

0.5A

，
此时电路中的总电阻为：

R=\frac{U}{{I}_{3min}}=\frac{15V}{0.5A}=30\Omega

，
即

R_{3}

的最大值为：

R_{3\max }=R-R_{1}=30\Omega -10\Omega =20\Omega

，
所以

R_{2}

、

R_{3}

的最大阻值之比为：

\frac{{R}_{2max}}{{R}_{3max}}=\frac{50Ω}{20Ω}=\frac{5}{2}

。
答：（1）此时电阻

R_{1}

两端的电压为

10V

；

(2)

此时

R_{0}

的电功率为

5W

；

(3)R_{2}

、

R_{3}

的最大阻值之比为

5:2

。

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