《2025年课时练作业与测评九年级物理上册教科版》

19. (6分)在图5 - 16甲所示的电路中，电源电压为12V且保持不变，电阻$R_{1}$的阻值为10Ω，滑动变阻器$R_{2}$上标有“2A”字样，所用电流表的表盘如图乙所示。闭合开关S，电流表示数为2A。求：
(1)通过电阻$R_{1}$的电流$I_{1}$。
(2)滑动变阻器$R_{2}$连入电路的阻值。
(3)移动滑动变阻器滑片P过程中，电流表示数的最大变化量为1.2A，求滑动变阻器的最大阻值$R_{2max}$。

答案： 19.解：
(1)由图知两电阻并联，电流表测量电路的总电流，电源电压为12V，根据并联电路电压的规律可知电阻$R_1$两端的电压为12V，根据$I=\frac{U}{R}$可得通过电阻$R_1$的电流：$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{12V}{10\Omega}=1.2A$。
(2)电流表示数为2A时，根据并联电路电流的规律可得，此时通过滑动变阻器$R_2$的电流：$I_2=I - I_1=2A - 1.2A = 0.8A$；则根据$I=\frac{U}{R}$可得滑动变阻器连入电路中的电阻：$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{12V}{0.8A}=15\Omega$。
(3)由闭合开关S，电流表示数为2A可知，电流表接入电路的测量范围是大测量范围，所以电流表最大读数为3A。已知电流表示数的最大变化量为1.2A，则干路最小电流值：$I_{小}=I_{大}-\Delta I=3A - 1.2A = 1.8A$。
根据并联电路各支路互不影响的特点可知通过$R_1$的电流不变，则通过滑动变阻器的电流最小：$I_{2min}=I_{小}-I_1=1.8A - 1.2A = 0.6A$，则根据$I=\frac{U}{R}$可得滑动变阻器的最大电阻值：$R_{2max}=\frac{U}{I_{2min}}=\frac{12V}{0.6A}=20\Omega$。

20. (7分)如图5 - 17甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图，已知电源电压为12V，定值电阻$R_{0}$的阻值为30Ω，电流表的测量范围为0~200mA，电压表的测量范围为0~9V。湿敏电阻R的阻值随湿度$R_{H}$变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为120Ω(图中未画出)。在电路安全工作的前提下，求：

(1)当电流表的示数为0.2A时，R接入电路中的阻值是多少欧？
(2)当电压表示数为7.5V时，通过$R_{0}$的电流是多少毫安？
(3)装置能监测湿度的最大值是多少？

答案： 20.解：由题图可知，定值电阻$R_0$与湿敏电阻R串联，电压表测量湿敏电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流。
(1)当电流表的示数为0.2A时，由$I=\frac{U}{R}$可得此时的总电阻：$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{12V}{0.2A}=60\Omega$，因串联电路总电阻等于各电阻之和，所以此时R接入电路中的阻值为$R = R_{总}-R_0=60\Omega - 30\Omega = 30\Omega$。
(2)当电压表示数为7.5V时，由串联电路的电压特点可得，$R_0$两端的电压：$U_0 = U - U_R=12V - 7.5V = 4.5V$，此时通过$R_0$的电流：$I'=\frac{U_0}{R_0}=\frac{4.5V}{30\Omega}=0.15A = 150mA$。
(3)由题图丙可知，湿度越大，湿敏电阻R的阻值越大，由串联分压规律可知，湿敏电阻两端的电压也越大(即电压表示数越大)，因为电压表的测量范围为0~9V，所以当湿敏电阻R两端的电压最大为9V时，监测的湿度最大；根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可知，$R_0$两端的最小电压：$U_{0最小}=U - U_{R最大}=12V - 9V = 3V$，则电路中的最小电流：$I_{最小}=\frac{U_{0最小}}{R_0}=\frac{3V}{30\Omega}=0.1A$，根据欧姆定律可知，R接入电路的最大阻值：$R_{最大}=\frac{U_{R最大}}{I_{最小}}=\frac{9V}{0.1A}=90\Omega$；由题图丙可知能监测湿度的最大值为80%。