《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册北师大版》

4. 用如图 12 - 4 - 8 甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压为 4.5 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,现有 4 Ω、6 Ω、8 Ω、10 Ω、12 Ω 的定值电阻各一个。


(1) 本实验采用的探究方法是______。
(2) 在连接电路时,开关应该______(选填“断开”或“闭合”)。
(3) 先将 12 Ω 的定值电阻接入电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑动头 P 移至 A 位置(未画出),使电压表的示数为 2.4 V,同时记下电流表的示数。断开开关,将 12 Ω 的定值电阻换成 10 Ω 的后,闭合开关,则应向 A 位置的______(选填“左”或“右”)侧移动滑动变阻器的滑动头 P,使______(选填“电流”或“电压”)表的示数与前一次相同,记录相关数据。
(4) 依次改变电阻 R 的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据在如图 12 - 4 - 8 乙所示的坐标系中描绘出 I - R 图像。
① 分析图像可以得出的结论是______。
② 根据图像可知,当 R = 6 Ω 时,滑动变阻器接入电路的电阻应是______Ω。

答案：
(1)控制变量法
(2)断开
(3)左 电压
(4)①在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ②5.25

5. 图 12 - 4 - 9 甲为一个超声波加湿器的内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为 12 V,定值电阻 R$_0$ 的阻值为 30 Ω,电流表的量程为 0～200 mA,电压表的量程为 0～9 V,湿敏电阻的阻值 R 随湿度 RH 变化的关系图像如图 12 - 4 - 9 乙所示。

(1) 当 RH = 60% 时,求电压表的示数。
(2) 求该装置所能测量的最大湿度。

答案：
(1)8.4 V
(2)80% 解析
(1)分析题图甲中的电路可知,$R_{0}$和R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路电流。当RH=60%时,由题图乙可知,此时R=70 Ω,故电路电流$I=\frac{U}{R+R_{0}}=\frac{12\ V}{70\ \Omega+30\ \Omega}=0.12\ A$,则电压表的示数$U_{V}=IR=0.12\ A×70\ \Omega=8.4\ V$。
(2)由题图乙可知,湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大,则电路总电阻越大,根据$I=\frac{U}{R}$可知,电流表的示数越小;根据串联分压原理可知,电压表的示数越大。电压表的量程为0~9 V,所以当电压表的示数最大时(为9 V),测量的湿度最大。此时$R_{0}$两端的电压$U_{0}=U-U_{V大}=12\ V-9\ V=3\ V$,电路电流$I'=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{3\ V}{30\ \Omega}=0.1\ A$,湿敏电阻R的阻值为$\frac{U_{V大}}{I'}=\frac{9\ V}{0.1\ A}=90\ \Omega$,由题图乙可知,此时湿度为80%,即该装置所能测量的最大湿度为80%。