《2025年同步练习河南大学出版社九年级物理全一册沪科版》

1. 如图甲所示,白炽灯用耐热玻璃制成灯泡壳,内装钨丝,工作时电流通过钨丝使钨丝发热从而发光。小明家有一盏用了很久的白炽灯。他发现灯泡壳内壁出现黑色附着物,使得灯泡变黑(如图乙所示),并且白炽灯的亮度比新买时暗了许多。爱思考的小明用电流表测量通过白炽灯的电流,发现对比同一型号新的白炽灯,用了很久的白炽灯的电流要小。请用所学的物理知识解释：

(1)灯泡壳内壁黑色附着物形成的原因。
(2)通过白炽灯的电流变小的原因。

答案：
(1)灯泡的钨丝在温度较高时会升华,由固态直接变成气态;这种气体遇到较冷的玻璃，又会直接凝华变成固体附着在灯泡内壁上,使得灯泡变黑。　
(2)导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积以及温度有关，在其他条件不变时,导体越细，导体的电阻越大。灯泡长时间使用钨丝会变细,钨丝的电阻变大,在电压一定时,根据$I=\frac{U}{R}$可知通过灯泡的电流变小。

2. 如图所示,甲、乙两地相距$L$千米,两地之间沿直线架设了两条输电线,输电线每千米的电阻值是$R_{0}$。现输电导线某处发生了短路,为了确定短路位置,在切断原电源的情况下,请你在甲地利用实验室常用的电压表、电流表进行实验,获得检测数据,确定短路位置距甲地的距离。

(1)请在甲处的虚线框内把检测需要的器材与两条输电线连接起来,组成检测电路。
(2)请推导出短路位置距甲地的距离$s$的表达式。(用已知量、检测量表示,检测电路导线的电阻忽略不计)

答案：

(1)如图所示。

(2)设电压表示数为U,电流表示数为I,则甲处到短路处输电导线的电阻:$R=\frac{U}{I}$甲处到短路处输电导线的长度:$L'=\frac{R}{R_{0}}=\frac{U}{IR_{0}}$甲处到短路处的距离:$s=\frac{L'}{2}=\frac{U}{2IR_{0}}$

3. 有一种半导体,其电阻的大小随温度的变化而明显改变,利用这种半导体材料制成的电阻叫做热敏电阻。热敏电阻可以用来测量温度的细微变化,且反应快、精度高。小明想用热敏电阻设计一个电路,用来检测他家蔬菜大棚内温度的变化。于是,他买来了一个热敏电阻,该热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图所示。他又到实验室向老师借来了一只电流表、一个开关和一个$6V$的电源。请你利用这些器材帮他设计一个能直接观察大棚内气温变化的电路。

(1)请你在虚线框中画出你设计的电路图。
(2)若将电流表刻度盘上的电流刻度换成相应的温度刻度,这样电流表就改造成了气温表。若电流表选用$0\sim0.6A$的量程,请你通过计算说明改造成的气温表的$0℃$应与电流表刻度盘的哪一刻度对应？该气温表能测量的最高温度是多少摄氏度？
(3)当大棚内的温度为$28℃$时,该电路中的电流是多大？

答案：

(1)如图所示。

(2)由图像可知,0℃时热敏电阻的阻值为250 Ω。此时,电路中的电流:$I=\frac{U}{R}=\frac{6\ V}{250\ \Omega}=0.024\ A$所以气温表的0℃应与电流表刻度盘的0.024 A的刻度对应。当电流表达到满刻度时,电路中的电流为0.6 A,电路中的电阻:$R'=\frac{U}{I'}=\frac{6\ V}{0.6\ A}=10\ \Omega$由图像可知,热敏电阻的阻值为10 Ω时,气温是84℃,因此,气温表能测量的最高温度是84℃。　
(3)由图像可知,当大棚内的温度为28℃时,热敏电阻的阻值为100 Ω,此时电路中的电流:$I''=\frac{U}{R''}=\frac{6\ V}{100\ \Omega}=0.06\ A$