《2025年世纪金榜百练百胜九年级物理全一册人教版》

四、综合应用题（本题共2小题，第17题14分，第18题12分，共26分）
17 如图所示，R₁=20 Ω，R₂=40 Ω，电源电压保持不变。
（1）当开关S₁、S₂都闭合时，电流表A₁的示数是0.3 A，电源电压是多少？
（2）当开关S₁、S₂都断开时，电流表A₂的示数是0.1 A，灯泡的电阻是多少？

答案： （1）6 V；（2）20 Ω
解析：（1）S₁、S₂闭合，R₁与R₂并联，A₁测R₁电流I₁=0.3A，电源电压U=I₁R₁=0.3A×20Ω=6V。（2）S₁、S₂断开，R₂与灯串联，A₂测电流I=0.1A，总电阻R总=U/I=6V/0.1A=60Ω，灯电阻Rₗ=R总-R₂=60Ω-40Ω=20Ω。

18（2024秋·沈阳于洪区期中）图甲所示的蔬菜大棚是一种用于蔬菜种植的设施，其温度的控制对于蔬菜的生长和产量具有重要的影响。在学习了电学的相关知识后，小明与其所在物理小组的同学想共同设计一款温度自动报警装置。下面是该小组同学的交流实践过程。
【项目名称】设计温度自动报警装置
【项目分解】
（1）器材选择及测试；
（2）器材组装及调试。
【项目实施】（1）器材选择及测试：
小组同学在网上选购了一款热敏电阻，热敏电阻是由______（选填“半导体”或“超导体”）材料制成的元件。为了测试其电阻与温度之间的关系，小明选择了实验室中的电源、开关、导线、电流表和电阻箱等器材，电阻箱$R_{0}$是一种可以调节并显示阻值的变阻器，在电路中用符号表示。
测试电路如图乙所示，将热敏电阻$R_{t}$置于$0\ \unit{^{\circ}C}$的环境中，闭合$S_{1}$、断开$S_{2}$，记录电流表的示数为$I_{0}$，然后闭合$S_{2}$，断开$S_{1}$，调节电阻箱，直至电流表示数为$I_{0}$，此时电阻箱示数如图丙所示，由此可以得到当温度为$0\ \unit{^{\circ}C}$时，热敏电阻的阻值为______$\Omega$。
将热敏电阻分别置于不同温度，重复上面实验，得到热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图丁所示，由此可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而______。
（2）器材组装及调试：
为在高温状态下发出警报，小明选择了一款声光报警器，其内部构造类似于电压表，当其两端电压达到$12\ V$时，即可发发声光起到报警作用。结合前面的测试结果，小组同学共同设计了图戊所示电路。电源电压恒为$15\ V$，查阅资料得知，蔬菜大棚的温度不宜超过$30\ \unit{^{\circ}C}$，为此他应该将声光报警器并联在______两端，并将电阻箱$R_{0}$的阻值调至______$\Omega$。
【项目拓展】
小组同学想到如果提高报警时的温度，上述装置还可以制成火灾自动报警装置，那么在上面的电路中，需要将电阻箱的阻值适当______。

答案： （1）半导体；2000；减小
（2）热敏电阻（或$R_{t}$）；500
【项目拓展】增大
解析：（1）热敏电阻由半导体材料制成；温度$0\ \unit{^{\circ}C}$时，电阻箱与热敏电阻电流相同，阻值相等，电阻箱示数如图丙为$2000\ \Omega$；图丁曲线随温度升高而下降，故阻值减小。
（2）高温时$R_{t}$减小，要使其两端电压达$12\ V$，需并联在$R_{t}$两端；$30\ \unit{^{\circ}C}$时$R_{t}=500\ \Omega$，电源$15\ V$，报警器分压$12\ V$，电阻箱分压$3\ V$，串联分压比$R_{0}:R_{t}=3:12=1:4$，$R_{0}=500\ \Omega/4=125\ \Omega$（此处根据图丁准确数据调整，若$30\ \unit{^{\circ}C}$对应$R_{t}=500\ \Omega$，则$R_{0}=125\ \Omega$）。提高报警温度需$R_{t}$更小，$R_{0}$应增大以保持分压。