《2025年一本九年级物理全一册人教版重庆专版》

14. (2023·天津中考)如图所示的电路，电源电压为5V，四个定值电阻的阻值均为5Ω。请完成下列任务：
(1)画出开关均断开时的等效电路图（只画出电路中工作电阻的连接方式）；
(2)当开关均闭合时，求电流表的示数。

答案：
解：
(1)开关均断开时，$R_{1}$、$R_{2}$串联接入电路，等效电路如图所示。
　　　　　　　　　
(2)开关均闭合时，$R_{1}$、$R_{3}$并联接入电路，电流表测干路电流。并联电路中各支路两端的电压相等，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，根据欧姆定律可得，电流表的示数$I=\frac{U}{R_{1}}+\frac{U}{R_{3}}=\frac{5V}{5\Omega}+\frac{5V}{5\Omega}=2A$

15. 随着经济的发展，我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水时的安全，潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。图乙是一款深度表的简化电路图，电源电压U=6V且保持不变，定值电阻$R_0 = 10Ω$，$R_p$是压敏电阻，图丙是压敏电阻$R_p$的阻值随海水深度变化的图像，压敏电阻$R_p$允许通过的最大电流为0.24A。深度表由电压表（测量范围为0～3V）改装。

(1)当深度表在海面上时，电路中的电流为0.12A？
(2)当下潜到10m的深度时，电压表的示数是1.5V？
(3)当在电路安全的情况下，该深度表能测量的最大深度为40m？

答案： 解：
(1)当深度表在海面上时，即$h = 0$时，由题图丙可知，此时压敏电阻的阻值$R_{p}=40\Omega$ 此时电路中的电流 $I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{R_{0}+R_{p}}=\frac{6V}{10\Omega + 40\Omega}=0.12A$
(2)由题图丙可知，下潜的深度为$h' = 10m$时，压敏电阻的阻值$R_{p}' = 30\Omega$ 此时电路中的电流$I'=\frac{U}{R_{p}'+R_{0}}=\frac{6V}{30\Omega + 10\Omega}=0.15A$ 电压表的示数$U_{0}=I'R_{0}=0.15A×10\Omega = 1.5V$
(3)由电压表的测量范围可知，电阻$R_{0}$两端的最大电压$U_{0大}=3V$ 电路中的最大电流$I_{大}=\frac{U_{0大}}{R_{0}}=\frac{3V}{10\Omega}=0.3A＞0.24A$ 为保护电路，电路中允许通过的最大电流为$0.24A$，此时电路总电阻$R_{总}'=\frac{U}{I_{大}}=\frac{6V}{0.24A}=25\Omega$ 压敏电阻$R_{p}$的阻值 $R_{p}'' = R_{总}' - R_{0}=25\Omega - 10\Omega = 15\Omega$ 由题图丙可知，此时潜水员下潜的深度为$40m$，即该深度表能测量的最大深度为$40m$。