《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

8. (2024·连云港海州模拟)导电性是纯净水的重要指标之一,水中杂质含量越少,水越纯净,导电性越差。用如图甲所示的电路测量纯净水电阻的大小,电源电压U= 3V,电流表A的量程为0~5mA、R₀为定值电阻、G为装满水的柱状玻璃管、Rₓ为玻璃管内纯净水的电阻。G两端为导电活塞,右端活塞固定,左端活塞可以自由地移动,从而改变玻璃管内纯净水柱的长度L。玻璃管侧壁连有一个阀门K,可以按需调节玻璃管内水量。

(1)电路中R₀的作用是保护电路。
(2)闭合开关S,若玻璃管G中的水量固定,水越纯净,电流表的示数越小；若活塞右移,则电流表的示数变大。
(3)闭合开关S,改变玻璃管中水柱的长度L,读出对应的电流表的示数I,多次实验,采集不同数据,并绘制出1/I-L的图像,如图乙中图线a所示,则R₀=600Ω。当L= 1cm时,玻璃管中纯净水的电阻大小为1200Ω。若电路中电流表示数为I,则玻璃管中纯净水电阻Rₓ的表达式为Rₓ=$\frac{U}{I}-R_{0}$(用已知物理量符号U、I、R₀表示,单位均为国际单位)。
(4)小明换另一种纯净水b,重复(3)中实验步骤,采集数据,绘制出1/I-L的图像如图乙中虚线b所示,则a、b两种水,更纯净的是a(填“a”或“b”)。

答案： （1）保护电路 （2）小 大 （3）600 1200 $\frac{U}{I}-R_{0}$ （4）a 提示:（2）水越纯净,导电性越差,电阻值越大,电流越小;活塞右移时,水柱长度L变小,电阻值变小,电流变大。（3）由图线a知,$L=0$时,$R_{x}=0$,$I=\frac{1}{0.2\ \text{mA}^{-1}}=5\ \text{mA}$,$R_{0}=\frac{U}{I}=\frac{3\ \text{V}}{0.005\ \text{A}}=600\ \Omega$,$L=1\ \text{cm}$时,$I'=\frac{1}{0.6\ \text{mA}^{-1}}=\frac{5}{3}\ \text{mA}$,$R_{x}=\frac{U}{I'}-R_{0}=\frac{3\ \text{V}}{\frac{5}{3}×10^{-3}\ \text{A}}-600\ \Omega=1200\ \Omega$;玻璃管中纯净水电阻$R_{x}=\frac{U}{I}-R_{0}$。（4）L相同时,$I_{a}\lt I_{b}$,故$R_{a}\gt R_{b}$,更纯净的是a。

9. 图甲是小刚设计的测定物体重力的装置。电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,R₀是定值电阻,R是压力传感器,R的位置固定不动,其阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点为杠杆AB的支点,A端上方托盘M重为5N,杠杆B端始终压在传感器R上,AO长30cm,OB长15cm,杠杆重忽略不计,杠杆始终静止在水平位置。

(1)当托盘内不放重物时,电压表示数为2V,求：
①压力传感器R受到杠杆B端的压力大小；
②R₀的阻值。
(2)小刚设定随着托盘内物重的增加,用于显示重力的电表示数会增大,他应该选用图甲电路中的______表显示物体重力,求该装置能显示的最大物重G₍物大₎。
(3)要增大该装置的量程,可以将支点O适当向______移动,或者适当______R₀的阻值。
[答案]：（1）①10 N ②5 Ω （2）电流 7.5 N （3）左 增大

答案： （1）①10 N ②5 $\Omega$ （2）电流 7.5 N （3）左 增大 提示:（1）①$G_{\text{物}}=0$时,$F_{B}=\frac{G_{M}× L_{OA}}{L_{OB}}=\frac{5\ \text{N}×0.3\ \text{m}}{0.15\ \text{m}}=10\ \text{N}$;②此时$R=4\ \Omega$,$I=\frac{U_{R}}{R}=\frac{2\ \text{V}}{4\ \Omega}=0.5\ \text{A}$,$R_{0}=\frac{U}{I}-R=\frac{4.5\ \text{V}}{0.5\ \text{A}}-4\ \Omega=5\ \Omega$。（2）$G_{\text{物}}$增加时,$F_{B}$变大,R变小,电流变大,$U_{0}$变大,则$U_{R}$变小,故应选用电流表显示物体重力,$G_{\text{物}}$最大时,$R'=\frac{U}{I_{\text{大}}}-R_{0}=\frac{4.5\ \text{V}}{0.6\ \text{A}}-5\ \Omega=2.5\ \Omega$,$F_{B}'=25\ \text{N}$,$G_{\text{总}}=\frac{F_{B}'× L_{OB}}{L_{OA}}=\frac{25\ \text{N}×0.15\ \text{m}}{0.3\ \text{m}}=12.5\ \text{N}$,$G_{\text{物大}}=G_{\text{总}}-G_{M}=12.5\ \text{N}-5\ \text{N}=7.5\ \text{N}$。（3）支点O向左移后,$L_{OB}$变大,$L_{OA}$变小,A端受到的作用力变大,可增大测量范围;当R上的压力变大时,R变小,可增大$R_{0}$的阻值来增大测量范围。