2025年单元自测试卷青岛出版社九年级物理上册沪科版第116页答案
22. 图甲为一个加湿器,图乙为其内部湿度检测装置的简化电路图,图丙为加湿器内部湿度电阻 $ R $ 的阻值随湿度 $ RH $ 变化的关系图像。已知电源电压为 12 V,定值电阻 $ R_0 = 30 Ω $,电压表的量程为 0~9 V。在电路安全工作的前提下,请通过计算回答下列问题。

(1) 电压表的示数为 6 V 时,电流表示数是多少?
(2) 电压表的示数为 6 V 时,该电路的电功率是多少?
(3) 该加湿器能检测到的最大湿度值是多少?

答案

(1) 0.2 A;(2) 2.4 W;(3) 90%。</think>(1) $U_0=U-U_R=12\,\mathrm{V}-6\,\mathrm{V}=6\,\mathrm{V}$,$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{6\,\mathrm{V}}{30\,\Omega}=0.2\,\mathrm{A}$。
(2) $P=UI=12\,\mathrm{V}×0.2\,\mathrm{A}=2.4\,\mathrm{W}$。
(3) 电压表最大示数$U_{R\mathrm{max}}=9\,\mathrm{V}$,$U_{0\mathrm{min}}=12\,\mathrm{V}-9\,\mathrm{V}=3\,\mathrm{V}$,$I_{\mathrm{min}}=\frac{U_{0\mathrm{min}}}{R_0}=\frac{3\,\mathrm{V}}{30\,\Omega}=0.1\,\mathrm{A}$,$R_{\mathrm{max}}=\frac{U_{R\mathrm{max}}}{I_{\mathrm{min}}}=\frac{9\,\mathrm{V}}{0.1\,\mathrm{A}}=90\,\Omega$,由丙图得$RH=90\%$。
(1) 0.2 A;(2) 2.4 W;(3) 90%。

解析

(1) 电压表测R两端电压,$U_R=6\,\mathrm{V}$,电源电压$U=12\,\mathrm{V}$,则$R_0$两端电压$U_0=U-U_R=12\,\mathrm{V}-6\,\mathrm{V}=6\,\mathrm{V}$。由$I=\frac{U_0}{R_0}$,得$I=\frac{6\,\mathrm{V}}{30\,\Omega}=0.2\,\mathrm{A}$。
(2) $P=UI=12\,\mathrm{V}×0.2\,\mathrm{A}=2.4\,\mathrm{W}$。
(3) 电压表量程最大$9\,\mathrm{V}$,此时$U_R'=9\,\mathrm{V}$,$U_0'=U-U_R'=12\,\mathrm{V}-9\,\mathrm{V}=3\,\mathrm{V}$,$I'=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{3\,\mathrm{V}}{30\,\Omega}=0.1\,\mathrm{A}$,$R'=\frac{U_R'}{I'}=\frac{9\,\mathrm{V}}{0.1\,\mathrm{A}}=90\,\Omega$。由丙图,$R=90\,\Omega$时,$RH=90\%$。