《2025年学霸题中题九年级物理上册苏科版》

1. 设计一个病床呼叫电路.要求:病床1旁的开关$S_1$控制指示灯$L_1$和电铃;病床2旁的开关$S_2$控制指示灯$L_2$和电铃;患者只要按床旁的开关,医务人员就知道谁呼叫.请在图中连线,形成符合要求的完整电路图.

答案：
1. 如图所示

2. 如图是简易手动交通信号灯模拟电路的一部分,请补画一根导线,使开关S接1时,只有$L_1、$$L_2$亮,开关接2时,只有$L_3、$$L_4$亮.

答案：
2. 如图所示

3. 小明想利用压敏电阻Rₓ、定值电阻R₀、电源、电压表、开关与若干导线,设计一个电子秤的简易电路图,压敏电阻Rₓ的阻值随所受压力的增大而减小.测量时,要求电压表的示数随所称量物体对压敏电阻的压力增大而增大.请根据以上信息,在虚线框内设计出电路图.

答案：
3. 如图所示

4. (2025·南京秦淮区期末)如图甲是物理兴趣小组设计的苹果自动筛选装置.原理是:传送带上的苹果经过压力检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压Uₐв也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力检测点且Uₐв＜5V时,机械装置启动,将质量不达标的苹果推出传送带,实现自动筛选.已知电源电压恒为15V,R₀= 30Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如表所示.

|压力F/N|0|1|2|3|4|5|
|阻值R/Ω|120|80|60|45|40|38|

(1)当检测点上没有苹果时,R₀两端的电压为3V.
(2)该筛选装置可将重为2N以下的苹果推出传送带.
(3)要能够剔除质量小于300g的苹果时,Uₐв应设置为小于6V.(g取10N/kg)
(4)为了使该装置能够满足不同质量标准苹果的筛选,小红对该电路进行了如图乙所示的改进,将R₀换成了电阻箱$R_1,$若设定了某一质量标准,当电阻箱的阻值变大时,质量不达标的苹果将变少(填"变多""变少"或"不变").

(5)若图甲电路中电源电压降低,则能通过检测点苹果的最小质量将增大(填"增大"或"减小").

答案： 4.
(1)3
(2)2
(3)6
(4)变少
(5)增大 解析:
(1)由电路图可知,$R_{0}$与压敏电阻$R$串联,由表中数据可知,当检测点上没有水果时,压敏电阻的阻值$R = 120\ \Omega$,则电路中的总电阻为$R_{\text{总}} = R + R_{0} = 120\ \Omega + 30\ \Omega = 150\ \Omega$,电路中的电流为$I = \dfrac{U}{R_{\text{总}}} = \dfrac{15\ \text{V}}{150\ \Omega} = 0.1\ \text{A}$,$R_{0}$两端的电压为$U_{0} = IR_{0} = 0.1\ \text{A} × 30\ \Omega = 3\ \text{V}$;
(2)当$R_{0}$两端电压为$5\ \text{V}$时,电路电流为$I' = \dfrac{U_{0}'}{R_{0}} = \dfrac{5\ \text{V}}{30\ \Omega} = \dfrac{1}{6}\ \text{A}$,根据串联电路的电压特点可得压敏电阻两端电压为$U_{R}' = U - U_{0}' = 15\ \text{V} - 5\ \text{V} = 10\ \text{V}$,压敏电阻$R$的阻值为$R' = \dfrac{U_{R}'}{I'} = \dfrac{10\ \text{V}}{\dfrac{1}{6}\ \text{A}} = 60\ \Omega$,由表中数据可知,当$R$的阻值为$60\ \Omega$时,压力为$2\ \text{N}$,由于水平面受到的压力等于重力,因此该筛选装置可将重为$2\ \text{N}$以下的苹果推出传送带.
(3)由$G = mg$可得,$300\ \text{g}$苹果的重力为$G = mg = 0.3\ \text{kg} × 10\ \text{N/kg} = 3\ \text{N}$,此时苹果对传送带的压力$F = G = 3\ \text{N}$,由表中数据可知$R'' = 45\ \Omega$,因串联电路中各处的电流相等,则有$\dfrac{U}{R'' + R_{0}} = \dfrac{U_{AB}}{R_{0}}$,即$\dfrac{15\ \text{V}}{45\ \Omega + 30\ \Omega} = \dfrac{U_{AB}}{30\ \Omega}$,解得$U_{AB} = 6\ \text{V}$,要能够剔除质量小于$300\ \text{g}$的苹果时,压力减小,由表中数据可知压敏电阻的阻值增大,根据串联分压的规律可知,压敏电阻分得的电压增大,则$AB$间的电压减小,即小于$6\ \text{V}$.
(4)将$R_{0}$换成了变阻箱$R_{1}$,当变阻箱的阻值变大,且$R_{1}$两端电压等于$5\ \text{V}$时,由$I = \dfrac{U}{R}$可知,电路电流减小,根据串联电路电压规律可知,压敏电阻两端电压不变,由$R = \dfrac{U}{I}$可知,压敏电阻的阻值变大,根据表中数据可知,此时压力减小,即不达标苹果的重力随之减小,因此质量不达标苹果将变少.
(5)若电源电压略有降低,机械装置启动时电压表示数不变,根据串联电路的分压规律可知,压敏电阻分担的电压变小,由串联分压原理可知,压敏电阻$R$的阻值应变小,由表格数据可知压敏电阻所受压力增大,所以能通过检测区物品的苹果的最小质量将增大.