《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册北师大版》

2. 图 12 - 6 - 6 是一款电子身高测量仪的电路简图,绝缘板 $ A $ 与滑动变阻器 $ R_2 $ 的滑动头 $ P $ 固定在一起,且同步上下移动,$ R_2 $ 接入电路的阻值与被测者身高的关系如下表所示。电源电压为 $ 18 $ V,定值电阻 $ R_1 = 20 $ Ω,滑动变阻器的规格为“$ 150 $ Ω $ 1 $ A”,电压表的量程为 $ 0 \sim 15 $ V,电流表的量程为 $ 0 \sim 0.6 $ A。

| 身高/cm | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 | 150 | 160 | 170 | 180 | 190 | 200 |
| $ R_2 / \Omega $ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 |

(1)若将电压表改装为身高显示仪,被测者的身高越高,电压表的示数______(选填“越大”或“越小”)。当被测者的身高为 $ 160 $ cm 时,电流表的示数为______ A。
(2)为保证电路元件安全,此测量仪测量的身高范围是______。

答案：
(1)越大 0.2
(2)100~190 cm

3. 便携式酒精测试仪是交警查酒驾的工具。图 12 - 6 - 7 甲是酒精测试仪的简化电路图,电源电压恒为 $ 3 $ V,定值电阻 $ R_0 $ 的阻值为 $ 100 $ Ω,$ R $ 是酒精气体浓度传感器,它的阻值随酒精气体浓度变化的关系图像如图 12 - 6 - 7 乙所示。


(1)当酒精气体浓度为 $ 0 $ 时,求电路中的电流。
(2)当酒精气体浓度为 $ 0 $ 时,求电压表的示数。
(3)在对某司机的检测中,电压表的示数为 $ 2 $ V,求驾驶员呼出的气体中每 $ 100 $ mL 气体含有多少毫克酒精。

答案：
(1)0.01 A
(2)1 V
(3)50 mg
解析
(1)当酒精气体浓度为0时,酒精气体浓度传感器的阻值R=200 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流I=U/R₀+R=3 V/100 Ω+200 Ω=0.01 A。
(2)根据串联电路的电流规律及欧姆定律,当酒精气体浓度为0时,电压表的示数U=IR₀=0.01 A×100 Ω=1 V。
(3)当电压表的示数为2 V时,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流I'=U₀/R₀=2 V/100 Ω=0.02 A。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以酒精气体浓度传感器两端的电压U'=U-U₀=3 V-2 V=1 V,酒精气体浓度传感器的阻值R'=U'/I'=1 V/0.02 A=50 Ω。
由题图乙可知,当酒精气体浓度传感器的阻值为50 Ω时,驾驶员呼出的气体中每100 mL气体含有大约50 mg酒精。