第十五章 欧姆定律 2025-2026学年物理鲁科版(五四制)(2024)九年级上册
|
62页
|
71人阅读
|
2人下载
普通
内容正文:
第十五章 欧姆定律
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分.每小题只有一个选项符合题目要求.
1.如图所示的电路中,电阻阻值R1>R2.开关S闭合后,电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,下列判断正确的是( )
A.U1=U2 B.U1<U2
C.I1>I2 D.I1=I2
2.如图所示为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图像,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系,正确的是( )
A.I甲=I乙 U甲>U乙
B.I甲<I乙 U甲=U乙
C.I甲<I乙 U甲>U乙
D.I甲=I乙 U甲<U乙
3.在“探究电流与电压的关系”的实验中,
小军分别画出了电阻R1和R2的IU图像如图所
示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1∶2
解析:A.电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、
长度、横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无
关,故A错误;B.由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们
电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电
压的关系得出的结论是一样的,故B错误;C.由图像可知,电
阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压
由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错
误;D.由电阻的计算式R= 可得∶当I=0.2 A时,U1=1 V,
U2=2 V,故R1∶R2=U1∶U2=1∶2,故D正确.
4.由欧姆定律I= 变形可得R= ,以下说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
解析:电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的材料、
长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,
R= 是计算导体电阻大小的一种方法,故C正确.
5.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置.R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆一端,闭合开关S,从油量表指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度,下列说法正确的是( )
A.油量表是电流表
B.油量表是电压表
C.油量表是电位器
D.浮球一直处于漂浮状态
6.某兴趣小组设计了酒精浓度检测仪的模拟电路,如图所示的电路图中,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,能实现酒精气体浓度越大,电压表示数越大的电路图是( )
7.以下四个电路设计中,要求在一定范围内,秤盘内所放重物越重,电表示数越大,符合要求的是( )
8.如图所示电路,闭合开关,灯泡L正常发光,当滑片P向上移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变大
B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A1与A2的示数之差变大
D.电压表与电流表A2的示数之比变大
9.如图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的IU图像
B.定值电阻的阻值为5 Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在6 V的
电源上,电路中的电流是0.4 A
D.定值电阻R和小灯泡L并联接在4 V的电源上,干路中的电流是1.2 A
10.以下四种电路,电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
11.如图所示的电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片P向上移动时( )
A.电流表A1示数变大
B.电压表V示数变小
C.电压表V与电流表A1示数的比值变大
D.电流表A2与电压表V示数的乘积变小
12.如图所示,电源电压不变.闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数不变
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V1示数的变化量与电流表A示数
的变化量之比的绝对值变小
D.电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
13.如图所示,电源电压恒定.当开关S1、S2闭合,甲、乙两表
均为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=5∶1;当开关S1闭合、S2
断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A.5∶4 B.3∶5 C.4∶5 D.4∶1
14.如图甲所示的是小伟为自己房间设计的测量空气湿度的电路原理图,电源电压恒为6 V.电压表量程为0~3 V,定值电阻R2的阻值为20 Ω,电阻R1的阻值随空气湿度RH变化的关系图像如图乙所示,则( )
A.空气湿度越大,电阻R1的阻值越大
B.空气湿度增大,电压表示数减小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3 V
D.当电路中电流为0.1 A时,空气湿度为20%
15.如图所示,电源电压为18 V,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器标有“50 Ω 2 A”,电流表量程为“0~3 A”.在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.滑片P向右移动过程中,电流表的示数变大
B.滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围为0~50 Ω
C.若电源电压可调,电源电压可调节的最大值为25 V
D.若电源电压可调,为使电流表示数达到最大,电源电压可调节的最小值为18 V
二、填空与作图题:本题共6小题,填空每空1分,作图4分,
共14分.
16.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,
其中R1=10 Ω.当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6 A,则电
源电压为__V;当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数增大了
0.5 A,则R2的阻值是___Ω.
6
12
17.如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5 V 0.5 A”和“3 V
0.5 A”字样(灯丝电阻不变),R=5 Ω,电源电压恒定.若
S、S1、S2均闭合,L2正常发光,电流表示数为I1,则电源电压为
__V;若只闭合S,电流表读数为I2,则I1∶I2=_____.
3
2∶1
18.如图甲所示,移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大,
R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图像如图乙所示,则电源
电压为__V,R1的阻值为__Ω.
4
6
19.如图所示是一种测定油箱内油量的装置.其中R是滑动变阻
器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴
O转动,另一端固定着一个浮子.油箱中的油量减少时,油面下
降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片_____(选填
“向上”或“向下”)移动,从而改变油量表的示数,此油量表
实际上是一个_______(选填“电流表”或“电压表”).
向上
电流表
20.在相距15 km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1 m输
电线的电阻为0.01 Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位
置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检
测,当电压表的示数为6 V时,电流表的示数为0.06 A,则甲地
到短路位置之间的输电线总阻值为____Ω,短路位置到甲地的距
离是______m.
100
5 000
21.小明用一个电源、两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线,
设计一个楼梯灯电路,无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯,
请你根据小明设计的意图,用笔画线代替导线完成如图所示的电路.
答案:如图所示:
三、实验探究题:本题共3小题,共26分.
22.(10分)在“探究电流与电压关系”的实验中,如图甲所示是某实验小组设计的电路,电源电压3 V保持不变.
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向B端滑动时,电流表的示数变小.
答案:如图所示:
(2)连接电路时,开关应该_____.闭合开关前,滑动变阻器的
滑片P应置于__(选填“A”或“B”)端.
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数
接近3 V.移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能
是______;排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如
图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为____A.
断开
B
R断路
0.3
(4)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的IU图像如图丙
所示.由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为__Ω;
②实验结论:___________________________________________
___________.
(5)结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不
小于___Ω.
5
导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的
电压成正比
25
23.(6分)小明做“探究电流与电阻关系”实验,实验器材有:
电源(电压恒为6 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω各一
只)、滑动变阻器(规格为“30 Ω 0.5 A”)、电压表(0~3 V)、
电流表(0~0.6 A)、开关、导线若干.
(1)小明连接好如图所示的电路,闭合开关前,应将滑动变阻
器滑片移到最___(选填“左”或“右”)端.闭合开关,小明
发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R出现了_____
(选填“短路”或“断路”)故障.
左
断路
(2)排除故障后,多次改变R的阻值,移动滑动变阻器滑片,使
电压表示数保持不变,记下电流表示数,得到如图乙所示的电
流I随电阻R的变化图像.
①由图像可得:导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体
的电阻成_____;
②该实验采用的研究方法是___________.
(3)为了顺利完成本次实验,则定值电阻两端的电压可调范围
为___________V.
反比
控制变量法
2.4 V~2.5
24.(10分)科技小组用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值.
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路.要求:
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉.
答案:如图所示:
(2)在连接电路时,开关应处于_____(选填“断开”或“闭合”)
状态,滑动变阻器滑片P应位于__(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能
是__(选填“A”或“B”).
A.电流表没调零
B.电流表正负接线柱接反了
断开
B
A
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表
的示数为2.5 V,电流表的示数如图乙所示,则R的阻值是__Ω;
改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:
导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成___(选
填“正”或“反”)比.
5
正
(5)另一小组的同学利用已知电阻R0,设计并连接了如图丙所示
的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值.主要步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时通过Rx的电流为
_____;由此可得Rx的阻值为_______(以上两空均用字母U1、
U2、R0表示).
解析:(1)要求当滑动变阻器的滑片向B滑动时,电流表的示数减小,即当滑动变阻器的滑片向B滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑片左下侧电阻丝连入电路中.
(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在B端.(3)A.若电流表没调零,开关闭合前,电流表的指针不在零刻度线可能在右端,故A符合题意;B.若电流表正负接线柱接反,闭合开关后,电流表的指针会反向偏转,故B不符合题意;故选:A.
四、综合应用题:本题共3小题,共30分.
25.(9分)常用的呼气式酒精测试仪有两种:一种是燃料电池型酒精测试仪(简称“电池型”),利用酒精与电池内的化学物质发生反应产生电压,某款“电池型”工作电路如图甲所示,燃料电池两端的电压与进入电池的酒精浓度关系如图乙所示.一种是气敏电阻型酒精测试仪(简称“电阻型”),气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,某款“电阻型”工作电路如图丙所示,电源电压为9 V,R1是阻值为25 Ω的定值电阻,R2是气敏电阻,其阻值与酒精浓度的关系如图丁所示.酒精浓度(n)表示每100 mL气体中含有酒精的质量.请回答下列问题.
(1)已知RP的阻值为20 Ω.若驾驶员每100 mL呼出气体内含有40 mg酒精,当用该款“电池型”检测时,图甲中电流表的示数为多大?
(2)用该款“电阻型”检测时,请计算:
①如果驾驶员没有喝酒,电压表的示数为多少?
②如果电压表示数为5 V,驾驶员呼出的气体,每100 mL中含有酒精多少毫克?
26.(10分)如图甲、乙所示是某物理兴趣小组设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图.在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩.电源电压恒为6 V,电压表量程0~3 V,电流表量程0~0.6 A,滑动变阻器R1标有“15 Ω 1 A”,滑片P每移动1 cm,R1的电阻变化0.5 Ω,定值电阻R2=20 Ω.求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20 cm,此时电压表的示数;
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
27.(11分)如图所示是一款家用烟雾报警器及其简化原理图,烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室,其中装有激光发射器和带有光敏电阻的电路,电路中电源电压不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值与光照强度的关系如表格所示(其中E是表示光照强度的物理量,单位为cd).当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡,使得射向光敏电阻的光照强度减小,当烟雾浓度大于或等于某一值,电路中电流小于或等于200 mA,烟雾报警器报警.
光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6
光敏电阻R/Ω 80 50 30 24 20 18
(1)当进入烟室的烟雾浓度增大,射向光敏电阻的光照强度_____(选填“增大”或“减小”),光敏电阻阻值_____(选填“增大”或“减小”).
(2)在一次测试中,当把光照强度调为5 cd时,测试电压表示数为8 V;当把光照强度降为3 cd时,测试电压表示数为9 V.求电源电压是多少?
(3)由于长时间工作,导致电源电压降低了1 V,烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警.在不更换此电源的情况下,要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警,可以通过______(选填“增大”或“减小”)R0的阻值来实现.求更换后的R0阻值与原R0阻值相比,变化了多少?
eq \f(U,I)
eq \f(U,I)
eq \f(U,R)
eq \f(U,I)
解析:由电路图可知,当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,由串联电路电流相等和I=eq \f(U,R)可得:eq \f(U甲,R1+R2)=eq \f(U乙,R2),则:eq \f(R1,R2)=eq \f(U甲-U乙,U乙)=eq \f(5-1,1)=eq \f(4,1),所以,R1=4R2;当S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,由并联电路中各支路两端的电压相等和I=eq \f(U,R)可得,两电流表的示数之比:eq \f(I甲,I乙)=eq \f(\f(U,R2),\f(U,R1)+\f(U,R2))=eq \f(R1,R1+R2)=eq \f(4R2,4R2+R2)=eq \f(4,5).
解析:当闭合开关S,R1、R2并联,电流表测量干路电流;滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据电阻并联的特点可知总电阻变大,根据I=eq \f(U,R)可知总电流变小,则电流表的示数变小,故A错误;并联电路各支路两端的电压相等,则通过定值电阻R1的电流为I1=eq \f(U,R1)=eq \f(18 V,10 Ω)=1.8 A,因滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A,且电流表的量程为0~3 A,所以,干路电流最大为3 A时,通过滑动变阻器的电流最大,其接入电路中的电阻最小,因并
联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,此时流过滑动变阻器的电流:I2=I大-I1=3 A-1.8 A=1.2 A,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小=eq \f(U,I2)=eq \f(18 V,1.2 A)=15 Ω,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大为50 Ω时,干路电流最小,电路安全,所以,变阻器允许接入电路中的阻值范围是15~50 Ω,故B错误;若电源电压可调,当电流表示数最大为3 A,且变阻器接入电路中的电阻最大为50 Ω时,总电阻最大,由U=IR可知电源电压最大,此时电路的总电阻为R总大=eq \f(R1R′2,R1+R′2)=eq \f(10 Ω×50 Ω,10 Ω+50 Ω)=eq \f(25,3) Ω,则最大电源电
压为U大=I大R总大=3 A×eq \f(25,3) Ω=25 V,故C正确;若电源电压可调,当电流表示数最大为3 A时,若通过滑动变阻器的电流最大,则通过R1的电流最小,由U=IR可知此时电源电压最小,此时R1的电流为I′1=I大-I2大=3 A-2 A=1 A,最小电源电压为U小=
I′1R1=1 A×10 Ω=10 V,故D错误.
解析:由电路图可知,闭合开关后,R1与R2串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R1两端的电压.当滑片位于左端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时R1两端的电压最大,R1两端电压U的倒数最小,由图乙可知,R1两端电压U的最小倒数为eq \f(1,4)V-1,则电源的电压U=4 V;由图乙可知,当R2=18 Ω时,R1两端电压U的倒数为1 V-1,即R1两端的电压U1=1 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时R2两端的电压U2=U-U1=4 V-1 V=3 V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流I=eq \f(U1,R1)=eq \f(U2,R2),即eq \f(1 V,R1)=eq \f(3 V,18 Ω),解得:R1=6 Ω.
解析:由I=eq \f(U,R)可得,连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值:R=eq \f(U,I)=eq \f(6 V,0.06 A)=100 Ω;已知每1 m输电线的电阻为0.01 Ω.导线总长度:L=eq \f(100 Ω,0.01 Ω)×1 m=10 000 m;短路的地点离甲地的距离:s=eq \f(1,2)×L=eq \f(1,2)×10 000 m=5 000 m.
解析:(3)因为串联电路电流相等,所以I=eq \f(UV,R)=eq \f(U-UV,R滑),当定值电阻最大为20 Ω时且滑动变阻器的电阻最大时定值电阻两端的电压最小,最小为eq \f(UV,20 Ω)=eq \f(6 V-UV,30 Ω),解得UV=2.4 V;由于滑动变阻器的规格为“30 Ω 0.5 A”,所以电路的最大电流为0.5 A,由欧姆定律,因此定值电阻两端允许的最大电压:U最大=I最大R1=0.5 A×5 Ω=2.5 V;故定值电阻两端的电压范围为2.4~2.5 V.
eq \f(U1-U2,R0)
eq \f(U2,U1-U2)R0
(4)如图2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,其读数为0.5 A,由欧姆定律可得R的阻值:R=eq \f(U,I)=eq \f(2.5 V,0.5 A)=5 Ω;由欧姆定律可知:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(5)利用已知电阻R0,设计并连接了如图丙所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值.主要步骤如下:①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1,电压表测量电源电压;②只断开开关S2,电压表的示数为U2,电压表测Rx的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压:U0=U1-U2,通过R0的电流:I0=eq \f(U0,R0)=eq \f(U1-U2,R0),串联电路各处电流相等,由串联电路电流特点可知,通过Rx的电流为Ix=I0=eq \f(U1-U2,R0);由欧姆定律可得Rx的阻值为Rx=eq \f(Ux,Ix)=eq \f(U2,\f(U1-U2,R0))=eq \f(U2,U1-U2)R0.
解:(1)由图乙知,若驾驶员每100 mL呼出气体内含有40 mg酒精时,燃料电池的电压为2 V,此时电路中的电流为I=eq \f(U,RP)=eq \f(2 V,20 Ω)=0.1 A,即电流表的示数为0.1 A;
(2)①由图丙知,R1、R2两电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,由图丁知,如果驾驶员没有喝酒时,R2的阻值为50 Ω,此时电路的电流为I′=eq \f(U′,R1+R2)=eq \f(9 V,25 Ω+50 Ω)=eq \f(3,25) A,R1两端的电压为U1=I′R1=eq \f(3,25) A×25 Ω=3 V,即电压表的示数为3 V;
②如果电压表示数为5 V,电路的电流为I″=eq \f(U′1,R1)=eq \f(5 V,25 Ω)=0.2 A,电路的总电阻为R=eq \f(U′,I″)=eq \f(9 V,0.2 A)=45 Ω,根据串联电路电阻的规律知R2的电阻为R′2=R-R1=45 Ω-25 Ω=20 Ω,由图知此时驾驶员呼出的气体,每100 mL中含有酒精40 mg.
解:电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流;
(1)当滑片P位于最左端时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I=eq \f(U,R2)=eq \f(6 V,20 Ω)=0.3 A,即电流表示数为0.3 A;
(2)滑片P每移动1 cm,R1的电阻变化0.5 Ω,某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20 cm,此时滑动变阻器接入电路的电阻:R1=0.5 Ω/cm×20 cm=10 Ω,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I′=eq \f(U,R1+R2)=eq \f(6 V,10 Ω+20 Ω)=0.2 A,此时滑动变阻器两端的电压:U1=I′R1=0.2 A×10 Ω=2 V,即电压表示数为2 V;
(3)当电压表示数为3 V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路电流最小,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以定值电阻R2两端电压:U2=U-UV=6 V-3 V=3 V,电路中最小电流:I小=eq \f(UV,R1最大)=eq \f(3 V,15 Ω)=0.2 A,根据欧姆定律可得此时定值电阻的阻值:R′2=eq \f(U2,I小)=eq \f(3 V,0.2 A)=15 Ω,已知电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,根据串联电路电流特点可知电路中的最大电流为0.6 A,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路电流最大,电路为定值电阻R2的简单电路,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I大=eq \f(U,R′2)=eq \f(6 V,15 Ω)=0.4 A<0.6 A,所以既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,选取R2时,其阻值不能小于15 Ω.
解:(1)减小 增大.
(2)由表格读出光照强度为5 cd和3 cd时的光敏电阻R的阻值分别为20 Ω、30 Ω,图示电路是R与R0的串联电路,电压表测量光敏电阻R两端的电压;则根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压分别为U=U1+eq \f(U1,R1)×R0=8 V+eq \f(8 V,20 Ω)×R0①,
U=U2+eq \f(U2,R2)×R0=9 V+eq \f(9 V,30 Ω)R0①,
解①②可得:U=12 V,R0=10 Ω;
(3)图示电路是R与R0的串联电路,电源电压降低,而报警时电路中的电流I不变,根据I=eq \f(U,R+R0)可知,可以采取的方法是减小R0阻值;根据题意,报警仪表开始报警时电路中的电流为200 mA=0.2 A,根据I=eq \f(U,R)和电阻的串联特点可得开始报警时光敏电阻为R=eq \f(U,I)-R0=eq \f(12 V,0.2 A)-10 Ω=50 Ω,对照表中数据知,E=2 cd;
通过上面计算可知正常报警时光敏电阻的阻值R=50 Ω,当电源电压降了1 V时,电源电压为U′=U-ΔU=12 V-1 V=11 V,正常报警时电路需满足:I=eq \f(U′,R+R′0),即0.2 A=eq \f(11 V,50 Ω+R′0),解得:R′0=5 Ω,更换后的R0阻值与原R0阻值相比,变化量为ΔR0=R0-R′0=10 Ω-5 Ω=5 Ω.
$