《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

11. 如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路。已知电源电压为12 V,定值电阻R₀= 20 Ω,电压表的量程为0~9 V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。在电路安全工作的前提下,求：
(1)湿度为30%时,R₀的电压。
(2)电流表示数为0.3 A时,加湿器内部的湿度。
(3)该装置能监测的湿度最大值。

答案： 解：由图乙知，R₀与R串联，电压表测R两端电压，电流表测电路电流。
(1)由图丙，湿度30%时，R=30Ω。
总电阻R总=R₀+R=20Ω+30Ω=50Ω
电流I=U/R总=12V/50Ω=0.24A
R₀的电压U₀=IR₀=0.24A×20Ω=4.8V
(2)电流I'=0.3A时，总电阻R总'=U/I'=12V/0.3A=40Ω
R'=R总'-R₀=40Ω-20Ω=20Ω
由图丙，R=20Ω时，湿度RH=10%
(3)电压表量程0~9V，R两端最大电压URmax=9V
此时R₀电压U₀min=U-URmax=12V-9V=3V
最小电流Imin=U₀min/R₀=3V/20Ω=0.15A
Rmax=URmax/Imin=9V/0.15A=60Ω
由图丙，R=60Ω时，湿度最大值RHmax=50%
答：
(1)4.8V；
(2)10%；
(3)50%

12. 如图所示电路中,已知$R_1$的阻值为20 Ω,电源电压是3 V。当闭合开关S时,电流表的示数为0.1 A。求：

$(1)R_1$两端电压。
(2)此时滑动变阻器$R_2$接入电路中的阻值。
(3)移动滑片使电压表示数为1 V时电路中的总电阻。

答案： 解：
(1)由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，电流表测电路电流。
根据I=U/R可得，R₁两端电压：U₁=IR₁=0.1A×20Ω=2V。
(2)串联电路总电压等于各分电压之和，R₂两端电压：U₂=U-U₁=3V-2V=1V。
串联电路电流处处相等，通过R₂的电流I₂=I=0.1A。
则R₂接入电路的阻值：R₂=U₂/I₂=1V/0.1A=10Ω。
(3)移动滑片使电压表示数U₁'=1V时，电路中的电流：I'=U₁'/R₁=1V/20Ω=0.05A。
电路总电阻：R总=U/I'=3V/0.05A=60Ω。
答：
(1)R₁两端电压为2V；
(2)R₂接入电路中的阻值为10Ω；
(3)电路中的总电阻为60Ω。