2025年基础训练大象出版社九年级物理全一册北师大版第148页答案
6. ($★★★$)某超重报警电路如图 13W1 - 6 所示,电源电压恒定,R 为定值电阻,闭合开关 S,称重区域下方的传感器 M 受到的压力增大后,其电阻发生变化,导致电压表 V 的示数增大而触发警报器(图中未画出)报警,则传感器 M 受到的压力增大时,下列说法正确的是【
C

A.传感器 M 的电阻变小
B.电路消耗的总电功率变大
C.电压表 V 与电流表 A 的示数变化量之比不变
D.电压表 V 与电流表 A 的示数之比变小

答案

C

解析

由电路图可知,定值电阻 R 与传感器 M 串联,电压表测传感器 M 两端的电压,电流表测电路中的电流。
选项A:当传感器 M 受到的压力增大时,电压表 V 的示数增大,由串联电路的分压特点可知,传感器 M 两端的电压增大,则定值电阻 R 两端的电压减小,由串联电路的电流特点可知,此时电路中的电流减小,所以由 R = $\frac{U}{I}$的变形式可知,传感器 M 的电阻增大,故 A 错误。
选项B:电源电压不变,电路中的电流减小,由 P = UI 可知,电路消耗的总电功率变小,故 B 错误。
选项C:设变化前的电流为 I₁,电压为 U₁,变化后的电流为 I₂,电压为 U₂,则电压表 V 的示数变化量$\Delta U = U_{2}-U_{1}$,电流表 A 的示数变化量$\Delta I = I_{2}-I_{1}$,$\frac{\Delta U}{\Delta I}=\frac{(U - IR)}{( \frac{U}{I'}- \frac{U}{R'})}$(通过推导可得)为定值电阻 R 的阻值,所以电压表 V 与电流表 A 的示数变化量之比不变,故 C 正确。
选项D:由欧姆定律可知,电压表 V 与电流表 A 的示数之比为传感器 M 的电阻,因为传感器 M 的电阻增大,所以该比值增大,故 D 错误。
7. ($★★★$)为了加强校园消防安全管理,小明所在的物理学习小组设计了室内烟雾报警电路,其原理示意图如图 13W1 - 7 甲所示,其中电源电压恒为$6\ V$,定值电阻$R_{2}的阻值为10\ \Omega$,$R_{1}$是感烟电阻,其阻值随烟雾浓度的变化图像如图 13W1 - 7 乙所示。当电路中的电流达到或超过$10\ mA$时,电铃(阻值忽略不计)开始报警;当电流超过$200\ mA$时,电铃将可能会烧坏。下列选项是该小组的设计思路,其中正确的是【
C

A.当$R_{1}的阻值为100\ \Omega$时,电铃未报警
B.选择$R_{1}$时,它的最小阻值不得小于$30\ \Omega$
C.当烟雾浓度增大时,电路的总电功率变大
D.将电路中的$R_{2}$换成 LED 指示灯(其阻值约为$100\ k\Omega$),烟雾浓度更低时就会报警

答案

C

解析

电路中R₁与R₂串联,电源电压U=6V,电流I=U/(R₁+R₂)。
A项:R₁=100Ω时,I=6V/(100Ω+10Ω)≈0.0545A=54.5mA>10mA,电铃报警,A错误。
B项:电流最大200mA=0.2A时,总电阻R总=6V/0.2A=30Ω,R₁=30Ω-10Ω=20Ω,最小阻值为20Ω,B错误。
C项:烟雾浓度增大时,R₁阻值减小,总电阻减小,总功率P=U²/R总增大,C正确。
D项:R₂换为100kΩ后,总电阻显著增大,需R₁更小(烟雾浓度更高)才能达到报警电流,D错误。