12.6 设计恒温电热杯 随堂练习 -2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

12.6设计恒温电热杯 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．体育课上，乐乐做体前屈项目测试，其原理图如图乙所示。电源电压不变，闭合开关S，滑片由B端移动到A端过程中，下列说法正确的是（    ） A．电流表示数变小 B．电压表示数不变 C．电流表示数不变 D．电压表示数变小 2．如图甲是利用热敏电阻的特性做成的温度计，叫做热敏电阻温度计。图乙是用热敏电阻R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，R2为阻值为100Ω的定值电阻，其中电源电压可调节。图丙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图象。下列有关说法正确的是（   ） A．测温时，若电源电压保持不变，温度升高时，R1两端的电压会升高 B．测温时，若要保持R2两端的电压不变，当所测温度升高时，需将电源电压调高 C．某次测温时，若保持R2两端电压为0.2V，V1表盘上显示的温度是50℃，此时电源电压为0.8V D．某次测温时，若电源电压为1.2V，V2表盘上显示0.2V，此时的温度为75℃ 3．下列有关说法中正确的是（   ） A．电路中有电压，就一定有电流 B．通过导体的电流越大，导体电阻就越小 C．导体的电阻一定随温度的升高而增大 D．导电溶液中的电流是离子定向移动形成的 4．小明设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示，图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后，关于这个电路的说法正确的是（　　） A．图中电表是电压表 B．热敏电阻温度越高，电阻越大 C．热敏电阻温度越高，图中电表的示数越大 D．热敏电阻温度越高，R1两端电压越小 5．随着我国经济的发展，我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水员潜水时的安全，潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图，电源电压U=6V且恒定不变，定值电阻，Rp是压敏电阻，图丙是Rp的阻值随海水深度变化的图像，Rp允许通过的最大电流为0.24A。深度表由电压表（量程0~3V）改装。则（　　） A．该深度表能测量的最大深度是60m B．该深度表能测量的最大深度是40m C．若R0增大了，则深度表能测的最大深度会变大 D．在越深的位置，电压表的示数越小 6．为保障安全，现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置。如图所示是烟雾报警装置的简化原理图。其中电源电压保持不变，为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大。当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光束时（　　） A．电阻R的阻值随电路中电流的减小而减小 B．电流表A的示数变大 C．电压表V的示数变大 D．电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小 7．在如图甲所示电路中，电源电压保持不变，R为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，为定值电阻。闭合开关S后，当温度降低时（    ） A．热敏电阻的阻值变小 B．电压表示数减小 C．电流表示数增大 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变大 8．如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置，是定值电阻，滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端，通过油量表（由电表改装而成）的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置，下列说法正确的是（　　） A．油量表是由电压表改装而成的 B．当油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变大 C．当油面高度降低时，油量表的示数减小 D．当油面高度降低到最低时，油量表的示数为零 9．如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图，其中电源电压且保持不变，电压表量程为，定值电阻，是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A．电路中的最大电流为0.015A B．电压表示数越小，环境温度越高 C．环境温度为40℃时，电压表的示数为2.7V D．此电路允许的最高环境温度为100℃ 10．小霞设计了一款温度检测报警器电路，如图，电源电压不变，R0为定值电阻，热敏电阻R的阻值随温度升高而减小。当热敏电阻监测到温度超过一定程度时，由某电表改装成的报警器将报警、闭合开关，当监测到温度升高时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数将变小 B．电压表示数将变小 C．电压表和电流表示数之比不变 D．此电路中报警器只能用电压表进行改装 二、填空题 11．如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为12V。Rp是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时，摄像机自主启动拍摄。则此时电路中的电流为 A。Rp的阻值为 Ω。 12．小明同学为自己家的鱼缸设计了一款补水提示器，如图所示，滑片随着水量的增加而下移，水量变化驱动滑片P上下移动。该装置中水量表是用 表改装的；电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，当水量减少时，滑动变阻器接入电路的电阻 ，水量表的示数将 （最后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 13．传感器在日常生活中有广泛应用，有一种开关在有声音并且光照强度低时就自动闭合，这种开关里有 传感器和 传感器，这种开关经常用来控制楼道里灯的亮灭。 14．上图是家用燃气报警器的简化原理图。电源电压保持不变，为定值电阻，气敏电阻的阻值随燃气浓度的增大而减小，当有燃气泄漏时，电压表示数 （选填“增大”或“减小”）；若电压表示数变化到某一数值时报警器开始报警，则要使报警器在燃气浓度更低的情况下报警，应选用 （选填“更大”或“更小”）阻值的电阻。 15．如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图。电源电压保持不变，为定值电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，电压表示数 ，电流表示数 （前两空选填“增大”“减小”或“不变”）：要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，应选用 （选填“更大”或“更小”）阻值的电阻。 16．如图甲所示是一种烟雾报警器的电路图，开关S处于闭合状态，是定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度E的关系如图乙所示．烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡，R受到的光照变弱。则当烟雾浓度增大时，电流表示数 ，电压表示数 （前两空均选填“变大”“变小”或“不变”），定值电阻，的作用是 。 三、实验题 17．“天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图甲所示的电路图，电源两端电压恒为12V，是定值电阻，R是热敏电阻，电流表的量程是0~0.6A，电压表的量程是0~15V。 （1）同学们按电路图连接实物后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则故障可能是热敏电阻R处发生 （选填“短路”或“断路”）； （2）排除故障后，闭合开关S，他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值，并绘制成如图乙所示的图像。由图像可知，热敏电阻的阻值R随温度t增大而 ；（选填“增大”“不变”或“减小”） （3）某次测量中，电压表示数如图丙所示，电流表示数为0.2A，则此时热敏电阻R的温度为 ℃； （4）探究过程中，热敏电阻的温度变化范围为0~100℃，则电压表示数的变化范围为 。 四、计算题 18．某科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻，为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，闭合开关S，当体重计空载时，电压表的示数为5V，电压表量程为0~15V，踏板重力不计，求：（结果保留两位小数） (1)体重计空载时，电路中的电流； (2)电源电压； (3)此体重计所能测量的最大体重。 (4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下，直接写出一种能增加体重计量程的措施。 五、综合题 19．扫描二维码很流行，也给我们的生活带来了便利。它的核心技术是一个图象处理器，是由一种高感光度的半导体材料制成的，光敏电阻R对接收的光电流信号通过芯片处理解码，实现信息的传递。如图甲是科技小组设计的模拟测试电路，光电特性图象如图乙，当BC间光照度达到1000lx时，系统自动识别二维码。 (1)扫描二维码时，摄像头相当于凸透镜，手机越靠近二维码，成像 ； (2)当光照强度增大时，光敏电阻R的阻值将 ； (3)已知当光照强度为600lx时，电压表的示数为U1，当光照强度为400lx时，电压表的示数为1.25U1，求自动识别时，电压表示数为U1的多少倍 ?（lx为光照强度） 20．随着社会和科技的发展，半导体元件在生活中得到广泛应用，压敏电阻就是其中之一，压敏电阻的阻值会随受到的压力改变而改变。如图1为某物理兴趣小组模拟的高速公路超载检测仪，电源电压不变，为定值电阻，为压敏电阻，上方有水平放置的称台（质量不计），压敏电阻阻值与所受压力关系图像如图2所示。 (1)电路中定值电阻的作用为 ； (2)由图2所示图像可知，压敏电阻阻值随压力的增大而 ，当称台上所放物体越重，电流表示数 ；（两空均选填“增大”或“减小”） (3)当称台上未放物体时，电压表示数，请你计算出的阻值 （写出必要的文字说明、表达式及最终结果）。 21．小明了解到有一种热敏电阻，其电阻随温度变化图象如图甲所示。 (1)该热敏电阻的阻值随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”）。 (2)现实验室有两个外形完全相同的电阻和，其中一个为该热敏电阻，另一个为定值电阻（忽略温度对其阻值的影响）。为了辨别它们，小明初步设计了如图乙所示的电路。 ①除图乙中的器材外，小明还需要的器材有 。 A．酒精灯（配火柴）         B．电流表       C．滑动变阻器 ②请帮小明完善电路，并在虚线框内画出完整的电路图 。 ③请写出小明的实验步骤及辨别依据： 。 《12.6设计恒温电热杯》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D C B C B C C C 1．C 【详解】据图可知，电路是两定值电阻串联，电压表测R2部分电阻两端电压，当滑片由B端移动到A端过程中，由于电路中的电阻不变，则电路中的电流不变，电流表的示数不变，电压表所测部分的电阻变大，根据可知，电压表的示数会变大，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．C 【详解】A．由图乙可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，由图丙可知热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小，根据串联分压可知温度升高时，R1两端的电压会减小，故A错误； B．测温时保持R2两端电压为0.2V，根据欧姆定律可知通过电路的电流不变，当所测温度升高时，热敏电阻R1的阻值变小，根据U=IR可知热敏电阻两端的电压变小，根据串联电路电压规律可知电源电压变小，故B错误； C．测温时保持R2两端电压为0.2V，根据欧姆定律可知通过电路的电流为 由图丙可知，当t=50℃时，R1=300Ω，此时V1的示数 U1=IR1=0.002A×300Ω=0.6V 根据串联电路电压规律可得此时电源电压 U=U1+U2=0.6V+0.2V=0.8V 故C正确； D．保持电源电压1.2V不变，V2表盘上显示0.2V，此时通过电路的电流为0.002A，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知热敏电阻接入电路的阻值 由图丙可知此时温度为25℃，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．电压是电路中形成电流的原因，有电压且电路为通路，电路中才会有电流，故A错误；   B．电阻是导体本身的一种性质，其大小与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，与通过导体的电流大小无关。故B错误； C．大部分导体的电阻随温度的升高而增大，也有一些导体的电阻随温度的升高而减小，故C错误；   D．在导电溶液中，电流是由溶液中的正负离子定向移动形成的。故D正确。   故选D。 4．C 【详解】A．图甲中电表串联在电路中，根据电流表、电压表的正确使用方法，电流表要串联在电路中使用，所以图示的电表为电流表，故A错误； B．由图乙可知，热敏电阻R2的阻值随温度的升高而变小，故B错误； C．由图乙可知，温度越高，热敏电阻R2的阻值越小，串联电路中的总电阻越小，在电源电压一定时，根据可知，电路中的电流越大，由前面分析可知图甲中电表是电流表，所以热敏电阻温度越高，图中电表的示数越大。故C正确； D．根据前面分析可知，热敏电阻温度越高，串联电路中电流越大，在R1阻值一定时，由可知，R1两端电压越大。故D错误。 故选C。 5．B 【详解】AB．因为​与串联，定值电阻允许通过的最大电流为 故电路允许通过的最大电流为，根据欧姆定律​，此时电路中的总电阻 Rp的阻值 由图丙可知该深度表能测量的最大深度是40m。故A不符合题意，B符合题意； C．若R0增大，由于R0两端的电压即电压表的最大示数不变，由串联电压分配规律可知，压敏电阻的最大阻值也会增大，由图丙可知，深度表能测的最大深度会变小，故C不符合题意； D．因为​与串联，根据串联电路分压原理，电源电压U和不变，增大时，的值增大，所以两端的电压增大，即电压表的示数越大，故D不符合题意。 故选B。 6．C 【详解】A．光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，与电流无关，故A错误，不符合题意； B．当有烟雾遮挡射向R的激光时，光照强度减弱，光敏电阻R的阻值增大，电路中的总电阻R总增大，由可知通过电路的电流减小，所以电流表A的示数变小，故B错误，不符合题意； C．由题中原理图可知电压表测量的是光敏电阻R的电压，根据串联电路电压关系可知 电流减小，电压表示数增大，故C正确，符合题意； D．电压表与电流表的示数之比等于光敏电阻的阻值，当有烟雾遮挡射向R的激光时，光照强度减弱，R的阻值增大，所以电压表与电流表的示数之比增大，故D错误，不符合题意。 故选C。 7．B 【详解】A．由图乙可知，随着温度的降低，热敏电阻的阻值变大，故A不符合题意； BC．由甲图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压。当温度的降低，热敏电阻的阻值变大，电路中的总电阻变大，根据可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小；由U=IR可知，R0两端的电压变小，即电压表示数变小，故B符合题意，C不符合题意； D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值，而R0是定值电阻，阻值不变，故D不符合题意。 故选B。 8．C 【详解】A．由电路图可知，两电阻串联，油量表串联在电路中，油量表是电流表，故A错误； B．当油面高度升高时，R接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中的电流增大，即油量表的示数增大，故B错误； C．当油面高度降低时，R接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流减小，即油量表的示数减小，故C正确； D．当油面高度降低到最低时，R接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，但电流不为0，油量表的示数不为零，故D错误。 故选C。 9．C 【详解】 A B．由乙图可知，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，电源电压和阻值不变，根据欧姆定律可知此时电路中电流越大，由可知电压表的示数越大，所以当电压表的示数最大为3V时，电路中的电流最大，为 故AB错误； C．由乙图可知，当环境温度为时，热敏电阻的阻值为，则电路中的电流                                           电压表的示数 故C正确； D．当电路中的电流最大时，热敏电阻的阻值为 由乙图可知此时的温度最高，为，故D错误。 故选C。 10．C 【详解】AB．如图，R0与R串联，电压表测量R0两端的电压，当温度升高时，R0阻值减小，由欧姆定律知，电路中电流变大，R0两端的电压变大，即电流表和电压表示数均变大，故AB错误； C．电压表与电流表示数之比等于定值电阻R0的阻值，保持不变，故C正确； D．此电路报警器报警时，电阻减小到某个值，此时可以设置为电流表示数达到某个最大值，也可以设置为电压表示数达到某个最大值，故D错误。 故选C。 11． 1 4 【详解】由图可知，定值电阻R与红外线探测电阻RP串联，电压表测R两端的电压； [1]由串联电路的电流特点可知，电路中的电流 [2]由串联电路的电压特点可知，RP两端的电压 由欧姆定律可知RP的阻值 12． 电流 变大 变小 【详解】[1]由题图可知，水量表串联在电路中，因此是用电流表改装的。 [2][3]闭合开关S，当水量减少时，鱼缸对弹簧的压力变小，鱼缸在弹簧的作用力下会上移，使得滑片上移，滑动变阻器R连入电路的电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可得，电路电流变小，水量表示数变小。 13． 声音 光 【详解】[1][2]很多电器里都应用了各种传感器，楼道里的声光控开关应用了声音传感器和光传感器。 14． 减小 更大 【详解】[1]如图，气敏电阻和定值电阻串联，电压表测量气敏电阻的电压。因气敏电阻R的阻值随燃气浓度的增大而减小，所以，当有燃气泄漏时，燃气的浓度增大，的阻值减小，电路中的总电阻减小；由可知，电路中的电流增大；电路中的电流增大，由可知，两端电压增大；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，气敏电阻两端的电压减小，即电压表示数减小。 [2]当电压表示数减小至某一数值时报警器开始报警；由题知，燃气浓度越低，气敏电阻的阻值越大，气敏电阻分压越多，即电压表示数越大；要使电压表示数减小至报警的数值，由串联分压的规律可知，需要使分得的电压增大，即需要将的阻值增大，所以，要使报警器在燃气浓度更低的情况下报警，应选用更大阻值的电阻。 15． 增大 减小 更大 【详解】[1][2]由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，所以当有烟雾遮挡射向R的激光时，光照强度减弱，R的阻值增大，电路中的总电阻增大，由可知，电路中的电流减小，由U=IR可知，R0两端的电压减小，由串联电路电压特点可知，光敏电阻R两端的电压增大，即电压表示数增大。 [3]要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，说明光照强度增强，则光敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大；如果要保持报警器的工作电流不变，由欧姆定律可知，应增大R0的阻值使电路中的电流减小，这样才能在浓度更低的烟雾下及时报警。 16． 变小 变大 保护电路 【详解】[1][2]当烟雾浓度增大时，光照变弱，电阻R增大，由欧姆定律，电流表示数变小，根据串联分压，R两端电压变大。 [3] R0的作用是保护电路。 17． 断路 减小 20 6V∼11V 【详解】（1）[1]在电路连接正确的情况下，闭合开关后，如果电压表示数接近电源电压，而电流表无示数，这通常意味着电路中存在断路。由于电压表测量的是热敏电阻R两端的电压，且示数接近电源电压，因此可以判断断路发生在热敏电阻R处，即热敏电阻R处发生断路。 （2）[2]观察图乙所示的图像，我们可以看到随着温度的升高，热敏电阻的阻值在逐渐减小。因此，我们可以得出结论：热敏电阻的阻值R随温度t的增大而减小。 （3）[3]在图丙中，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.2A。由于热敏电阻R与定值电阻R0​是串联的，根据串联电路的电压分配原则，我们可以得到定值电阻R0两端的电压为 U0=U−UR=12V−10V=2V然后，我们可以利用欧姆定律求出定值电阻R0​的阻值 接着，我们可以求出此时热敏电阻R的阻值 最后，我们根据图乙所示的图像，可以找出对应阻值为50Ω时的温度为20℃。 （4）[4]当热敏电阻的温度为0℃时，为110Ω。此时，电路中的电流最小，定值电阻分担的电压最小，电压表的示数最大。根据欧姆定律和串联电路的电压分配原则，我们可以求出此时电压表的示数 当热敏电阻的温度为100℃时，为10Ω。此时，电路中的电流最大，电流最大为0.6A，未超过电流表量程，此时电压表的示数为 所以，电压表示数的变化范围为6V∼11V。 18．(1)0.33A (2)20V (3)1200N (4)减小定值电阻R0阻值 【详解】（1）由图甲可知，闭合开关，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，当体重计空载时，电压表的示数为5V，电路中的电流为 （2）由图乙可知，当体重计空载时，压力为零，压敏电阻的阻值R=45Ω，由串联电路电流的规律和欧姆定律可知R两端的电压 根据串联分压可得，电源电压 （3）当电压表示数（R0两端的电压）最大为15V时，由串联分压可知压敏电阻两端的电压最小，其受到的压力最大，此时体重计的示数最大，压敏电阻R两端的最小电压 根据串联分压规律可得 所以 解得，由表格数据可知，此时压力为1200N，即该体重计能称量的最大重力为1200N。 （4）在不改变电源电压和电压表量程的情况下，根据串联分压，减小定值电阻R0阻值可以达到要求。 19．(1)越大 (2)变小 (3)0.5倍 【详解】（1）摄像头相当于凸透镜，根据凸透镜成实像时的规律可得，成像原理为（摄像头）照相机时，遵循“物近像远像放大”的原则，所以当手机越靠近二维码时，物距变小，物距变大，成像会越大。 （2）由乙图可知，当光照强度增大时，电路中的电流也增大，结合欧姆定律可知，当电压一定时，电路中的总电阻变小，由串联电路的电阻规律可知，光敏电阻R的阻值将变小。 （3）由甲图可知，光敏电阻和R0串联在电路中，由图乙可知，当光照强度为600lx时，电路中的电流为2I，当光照强度为400lx时，电路中的电流为I，结合欧姆定律及串联电路中电压的规律可列式，，结合①②可得，当度达到1000lx时，系统自动识别二维码，此时电流为4I，R0两端的电压为故电压表示数为，即自动识别时，电压表示数为U1的0.5倍。 20．(1)保护电路 (2) 减小 增大 (3)10Ω 【详解】（1）电路中定值电阻的作用是保护电路，防止电路中电阻太小而导致的电流过大，烧坏电路。 （2）[1]由图2可知，压力越大，压敏电阻的阻值越小，即压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。 [2]当称台上所放物体越重时，压敏电阻受到的压力越大，压敏电阻的阻值越小，电路中总电阻越小，电路中电流越大，故电流表的示数增大。 （3）当称台上未放物体时，即压敏电阻受到的压力为零，由图2可知，此时压敏电阻的阻值，电压表测两端电压，此时电压表的示数为，即两端电压，则电路中电流为 则定值电阻的阻值为 21．(1)减小 (2) AB 见解析 【详解】（1）根据图甲图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 （2）①[1]根据热敏电阻的阻值随温度的变化规律，图乙所示的电路还需要电流表，酒精灯（配火柴）， 故选AB。 ②[2]电流表应串联在电路中，绘制电路图如图 ③[3]实验步骤及辨别依据：按照电路图连接电路，点燃酒精灯加热其中一个电阻，闭合开关，观察电流表示数是否变化，加热过程中电流表示数变化明显，则被加热的电阻是热敏电阻，另一个是定值电阻，否则相反。 学科网（北京）股份有限公司 $