2026年高效精练九年级物理上册苏科版第142页答案
25. (2023·来宾)如图甲所示为一个超声波加湿器,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12 V,定值电阻$R_0=20\ \Omega$,电压表的量程为0~9 V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示.在电路安全工作的前提下,求:

(1) 湿度为30%时,$R_0$的电压;
(2) 电流表示数为0.3 A时,加湿器内部的湿度;
(3) 该装置能监测的湿度最大值.

答案

25.(1)4 V (2)10% (3)50%

解析

【分析】
本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,解题思路如下:首先明确电路为R₀与R串联,电流表测电流,电压表测R两端电压;(1)从图丙找到湿度30%对应的R阻值,结合串联电阻和欧姆定律算电流,再求R₀电压;(2)已知电流时,用欧姆定律算总电阻,减去R₀得R阻值,对应图丙找湿度;(3)根据电压表量程确定R的最大电压,算出对应R的阻值,再从图丙找最大湿度(湿度越大R越大,电压越大,电压达量程上限时为最大湿度)。
【解析】
(1)由图丙知,湿度为30%时,R=40Ω。串联总电阻R总₁=R₀+R=20Ω+40Ω=60Ω,电路电流I₁=U/R总₁=12V/60Ω=0.2A,R₀的电压U₀₁=I₁R₀=0.2A×20Ω=4V。
(2)电流I₂=0.3A时,总电阻R总₂=U/I₂=12V/0.3A=40Ω,此时R=R总₂-R₀=40Ω-20Ω=20Ω,由图丙得对应湿度为10%。
(3)电压表最大示数为9V,此时R₀的电压U₀max=12V-9V=3V,电路电流I₃=U₀max/R₀=3V/20Ω=0.15A,此时R=9V/0.15A=60Ω,由图丙得对应湿度为50%,即最大湿度为50%。
【答案】
(1)4 V (2)10% (3)50%
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、图像信息读取
【点评】
本题结合实际装置考查电学综合计算,需结合串联电路规律和欧姆定律,关键是从图像获取对应电阻值,同时注意电路安全限制,是基础的电学应用题。
【难度系数】
0.5