《2025年领跑作业本九年级物理全一册人教版深圳专版》

1. 饮酒后驾驶机动车会严重危害公共安全，属违法行为。图 1 - 甲是某厂家设计的酒精测试仪的原理电路图，定值电阻的电阻为 $ R_0 $，气敏电阻的电阻 $ R $ 与酒精气体浓度的关系如图 1 - 乙所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，当酒精气体浓度增大时，下列说法正确的是(D)

A.电压表示数变大
B.电流表示数变小
C.定值电阻的电功率变小
D.电路的总功率变大

答案： D

2. 物理与生活 图 2 - 甲所示为某同学设计的一个可以显示汽车油量的电路，其中电源电压恒为 12 V，定值电阻的电阻 $ R_0 = 10 \Omega $，电流表的测量范围为 $ 0 \sim 0.6 $ A。压敏电阻位于油箱底部，其厚度不计，其电阻 $ R $ 随汽油深度 $ h $ 变化的关系图像如图 2 - 乙所示。求：
(1) 油量为零时，电流表的示数；
(2) 该装置所能测量的最大汽油深度；
(3) 在测量范围内，电路的最大总功率。

答案： 解：
(1)油量为零时，由题图乙可知,$R = 110\ \Omega$
电路的总电阻:$R_{总}=R + R_0 = 110\ \Omega + 10\ \Omega = 120\ \Omega$
电流表的示数,即电路中通过的电流:
$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12\ V}{120\ \Omega}=0.1\ A$
(2)电路中允许通过的最大电流:$I_{大}=0.6\ A$
由$I = \frac{U}{R}$可得,电路的最小总电阻:
$R_{总小}=\frac{U}{I_{大}}=\frac{12\ V}{0.6\ A}=20\ \Omega$
此时压敏电阻的电阻:
$R_{小}=R_{总小}-R_0 = 20\ \Omega - 10\ \Omega = 10\ \Omega$
由题图乙可得,压敏电阻的电阻为$10\ \Omega$时,汽油深度为$0.4\ m$。
(3)该电路的最大总功率:
$P_{大}=UI_{大}=12\ V×0.6\ A = 7.2\ W$
答：
(1)油量为零时,电流表的示数为$0.1\ A$;
(2)该装置所能测量的最大汽油深度为$0.4\ m$;
(3)在测量范围内,电路的最大总功率为$7.2\ W$。

3. “回南天”是深圳春天常见的现象。“回南天”期间空气湿度 $ RH $ 较大，为了测量空气湿度，某同学设计了一个湿度计(表盘由电压表改装而成)，其原理如图 3 - 甲所示，定值电阻的电阻为 $ R_0 $，电压表的测量范围为 $ 0 \sim 3 $ V，电源电压恒为 5 V，湿敏电阻的电阻 $ R $ 随空气湿度 $ RH $ 变化的关系图像如图 3 - 乙所示。把该湿度计放在空气湿度为 40% 的环境中，电压表的示数为 2 V。求：
(1) 定值电阻的电阻 $ R_0 $；
(2) 电路中允许通过的最大电流；
(3) 空气湿度在 $ 40\% \sim 80\% $ 范围内时，在电路安全的前提下，定值电阻的最大电功率。

答案： 解：
(1)由题图乙可知,当空气湿度为$40\%$时,$R = 30\ \Omega$;由题意知,$U_0 = 2\ V$。
湿敏电阻两端的电压:$U_{湿}=U - U_0 = 5\ V - 2\ V = 3\ V$
电路中的电流:$I=\frac{U_{湿}}{R}=\frac{3\ V}{30\ \Omega}=0.1\ A$
由$I = \frac{U}{R}$可得,定值电阻的电阻:
$R_0=\frac{U_0}{I}=\frac{2\ V}{0.1\ A}=20\ \Omega$
(2)当电压表的示数为$3\ V$时,电路中的电流最大,此时的电流:$I_{max}=\frac{U_{0max}}{R_0}=\frac{3\ V}{20\ \Omega}=0.15\ A$
(3)由题图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻的电阻$R$越小,电路中的电流越大,定值电阻的电功率越大。
由题图乙可知,当空气湿度为$80\%$时,$R' = 10\ \Omega$,此时电路中的电流:$I'=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{R'+R_0}=\frac{5\ V}{10\ \Omega + 20\ \Omega}=\frac{1}{6}\ A$
由$I = \frac{U}{R}$可得,定值电阻两端的电压:
$U_0'=I'R_0=\frac{1}{6}\ A×20\ \Omega=\frac{10}{3}\ V＞3\ V$,故不可取
因此,当电压表的示数为$3\ V$时,电路中允许通过的电流最大,定值电阻的电功率最大。
定值电阻的最大电功率:
$P_{0max}=U_{0max}I_{max}=3\ V×0.15\ A = 0.45\ W$
答：
(1)定值电阻的电阻$R_0$为$20\ \Omega$;
(2)电路中允许通过的最大电流为$0.15\ A$;
(3)定值电阻的最大电功率为$0.45\ W$。