12.6 设计恒温电热杯 题型专练 -2026-2027学年北师大版物理九年级全一册

**基本信息** 北师大版九年级物理12.6同步练，以“典例+举一反三”分层设计，覆盖敏感元件认识与动态电路分析，从概念辨析到综合计算，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |典例|单一知识点辨析|聚焦材料性质等基础概念，如半导体应用判断| |基础应用|基础情境应用|结合生活场景，如冰箱电路、燃气报警器分析| |综合应用|多知识点综合计算|含推理与计算，如苹果筛选电压计算、体重计最大量程求解|

北师大版（2024）九年级全册 12.6 设计恒温电热杯 题型专练 【题型1】认识敏感元件 【典例】关于材料的性质及其应用，下列说法错误的是（　　） A.有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻 B.超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电 C.铜的导电性比较好，可以用来制造电阻丝 D.金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头 【举一反三1】智能手机都配备高清拍照感光芯片，它是一个光敏电阻，是由以下哪种材料制作的（　　） A.半导体 B.导体 C.绝缘体 D.超导材料 【举一反三2】如图是简化的冰箱电路图，压缩机M和照明灯是           （选填“串联”或“并联”）的。温控开关S2是一个热敏电阻，它是由           （选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料制成的。 【举一反三3】市场上规定，一般情况下苹果质量大于170g的为大果，120g~170g的为中果，如图甲是苹果自动筛选装置，可以依据苹果质量实现自动筛选。原理是：如图乙传送带上苹果经过压力检测点时，AB间的电压也随之发生改变，根据大果、中果、小果所对应的电压值范围，进行自动筛选实现苹果分流。已知电源电压恒定不变，当检测点上没有苹果时，AB间的电压为1.2V，当苹果质量为80g时，AB间的电压为2V。压敏电阻R的阻值随压力检测点上所放物品质量m的对应关系如表所示： （1）压敏电阻是由      （选填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成的； （2）当检测点上苹果质量增大时，AB间的电压      ； （3）请通过推理计算筛选大果时，AB间的电压至少需要达到多少伏？（写出必要的文字说明、表达式及最后结果） （4）当苹果的品种不同时，对于大果、中果和小果筛选的质量标准也不同，此时AB间对应的电压值也会改变。请你对电路进行改进      。（答出一条即可） 【题型2】敏感电阻引起的动态电路 【典例】如图所示是穿戴式“智能体温计”及其电路原理图，用电表示数大小反应温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用，下列说法正确的是( ) A.温度降低时电路的总电阻变大         B.该电路中的电表是电流表 C.温度升高时电路中的电流变大         D.温度升高时R2两端的电压变小 【举一反三1】小福同学发现厨房安装了家用燃气报警器如图甲所示，图乙是其简化电路图。R为可燃性气体浓度感应器，它随燃气浓度的升高而减小，电表示数增大。当电表示数增大到一定值时，就会发出警报声。下列说法正确的是(　　) A.电路断开时，R的阻值为0    B.燃气报警器是由电压表改装而成    C.当可燃性气体浓度升高时，灯泡变亮    D.在其他条件不变的情况下，串联一个电阻可以提高燃气报警的灵敏度 【举一反三2】图1是小华设计的天然气浓度测试仪，电源电压U恒为，R为定值电阻，电压表量程为，将电压表作为气体浓度的显示装置。气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图2所示。当气体浓度增加时，的阻值将        ，电压表的示数会        。要求将电压表示数为处标为气体浓度0.5%，电阻R的阻值应为        。若长时间使用后，电源电压降低，则测量结果        （选填“大于”“小于”或“等于”）实际的气体浓度。 【举一反三3】2024年3月1日起，我国酒驾最新检验标准实施。检验时，酒精测试仪（装有酒精气敏电阻R）的检测电路如图所示，气敏电阻的阻值会随着气体浓度的增大而减小。当闭合开关S后，通过气敏电阻R的电流           （选填“大于”“等于”或“小于”）通过定值电阻的电流，当驾驶员呼出的酒精气体浓度变大时，电压表的示数会           （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【举一反三4】电阻温度计是由半导体材料制成的。如图甲是某半导体电阻R随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻的特性，科技之星小组的同学设计了如图乙的电路，可通过电压表来测定电热水壶中的水温的装置，所用器材有：半导体电阻R、稳压电源、电压表（0~3V）、开关、定值电阻R0（10Ω）、导线若干。 (1)当水温度为20℃，电压表的读数为1V，求电源电压； (2)当电压表的读数为2V时，电热水壶中的水温； 【举一反三5】体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压为6V，恒定不变，定值电阻R0=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A，踏板重力不计，求： (1)闭合开关S，当体重计空载时，压敏电阻R的阻值为多少欧？此时电路中的电流为多少安？ (2)此体重计所能测量的最大体重为多少？ 北师大版（2024）九年级全册 第十二章 欧姆定律第六节 设计恒温电热杯 题型专练（参考答案） 【题型1】认识敏感元件 【典例】关于材料的性质及其应用，下列说法错误的是（　　） A.有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻 B.超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电 C.铜的导电性比较好，可以用来制造电阻丝 D.金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头 【答案】C 【解析】半导体是导电性能介于绝缘体和导体之间的一类物质，具有一些特殊的电学性质，有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻，通过光的强弱来控制电路，可知A正确，不符合题意；超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电，减小由于电流热效应而导致的电能损耗，可知B正确，不符合题意；铜的导电性比较好，可以用来制造导线，由于相同长度和粗细的情况下，铜的电阻较小，不适合做电阻丝，可知C错误，符合题意；金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头，用来在其它物质上钻孔，可知D正确，不符合题意。 【举一反三1】智能手机都配备高清拍照感光芯片，它是一个光敏电阻，是由以下哪种材料制作的（　　） A.半导体 B.导体 C.绝缘体 D.超导材料 【答案】A 【解析】光敏电阻是一种电阻值随外界光照强弱（明暗）变化而变化的元件，光越强阻值越小，光越弱阻值越大，制作材料是半导体，可知A符合题意，BCD不符合题意。 【举一反三2】如图是简化的冰箱电路图，压缩机M和照明灯是           （选填“串联”或“并联”）的。温控开关S2是一个热敏电阻，它是由           （选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料制成的。 【答案】并联 半导体 【解析】如图是简化的冰箱电路图，压缩机M和照明灯工作时互不影响，则照明灯和压缩机并联连接。 温控开关S2是一个热敏电阻，热敏电阻是一种用半导体材料制成的电阻，它的阻值随温度的变化会发生明显改变。 【举一反三3】市场上规定，一般情况下苹果质量大于170g的为大果，120g~170g的为中果，如图甲是苹果自动筛选装置，可以依据苹果质量实现自动筛选。原理是：如图乙传送带上苹果经过压力检测点时，AB间的电压也随之发生改变，根据大果、中果、小果所对应的电压值范围，进行自动筛选实现苹果分流。已知电源电压恒定不变，当检测点上没有苹果时，AB间的电压为1.2V，当苹果质量为80g时，AB间的电压为2V。压敏电阻R的阻值随压力检测点上所放物品质量m的对应关系如表所示： （1）压敏电阻是由      （选填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成的； （2）当检测点上苹果质量增大时，AB间的电压      ； （3）请通过推理计算筛选大果时，AB间的电压至少需要达到多少伏？（写出必要的文字说明、表达式及最后结果） （4）当苹果的品种不同时，对于大果、中果和小果筛选的质量标准也不同，此时AB间对应的电压值也会改变。请你对电路进行改进      。（答出一条即可） 【答案】（1）半导体 （2）变大 （3） 8V （4） 定值电阻改为滑动变阻器可以调节大小 【解析】（1）压敏电阻器的电阻体的材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。 （2）根据题给表格可知，压力越大，电阻越小，可知当监测点的苹果质量增大时，苹果对检测点的压力增大，压敏电阻减小，根据串联电路中的分压规律可知，AB两端的电压增大。 （3）当检测点没有苹果时，此时压敏电阻为0，此时AB间的电压为1.2V，假设电源电压为U，根据串联电路中电压规律可得 当苹果的质量为80g时，压敏电阻的阻值为50，此时AB间的电压为2V，同理 电源电压为 当苹果为大果时，压敏电阻的阻值最小为5，此时电路中的总电阻为 此时电路中的电流为 此时AB间的电压为 （4）可将定值电阻R0更换为滑动变阻器，对于不同种类的苹果，质量标准不同，可通过调节滑动变阻器的阻值，来调整AB间两端的电压。 【题型2】敏感电阻引起的动态电路 【典例】如图所示是穿戴式“智能体温计”及其电路原理图，用电表示数大小反应温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用，下列说法正确的是( ) A.温度降低时电路的总电阻变大         B.该电路中的电表是电流表 C.温度升高时电路中的电流变大         D.温度升高时R2两端的电压变小 【答案】D 【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1​两端的电压，电流表测电路中的电流。 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且热敏电阻R1​的阻值随温度的升高而增大，所以，当温度升高时，R1​的阻值变大，电路的总电阻变大，可知A错误；因为电表示数大小反映温度高低，由电路图可知，该电路中的电表是电压表，可知B错误；因热敏电阻R1​的阻值随温度的升高而增大，所以，当温度升高时，电路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，可知C错误；由U=IR可知，R2​两端的电压变小，可知D正确。 【举一反三1】小福同学发现厨房安装了家用燃气报警器如图甲所示，图乙是其简化电路图。R为可燃性气体浓度感应器，它随燃气浓度的升高而减小，电表示数增大。当电表示数增大到一定值时，就会发出警报声。下列说法正确的是(　　) A.电路断开时，R的阻值为0    B.燃气报警器是由电压表改装而成    C.当可燃性气体浓度升高时，灯泡变亮    D.在其他条件不变的情况下，串联一个电阻可以提高燃气报警的灵敏度 【答案】C 【解析】闭合开关，灯泡和R串联接入电路，电压表测R两端的电压，电流表测通过电路的电流； 电路断开时，电路中的电流为零，但R的阻值不为0，故A错误； 当可燃性气体浓度升高时，可燃性气体浓度感应器的电阻减小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，电流表的示数变大，根据U＝IR可知灯泡两端的电压变大，根据串联电路电压规律可知R两端的电压变小，即电压表示数变小，故燃气报警器是由电流表改装而成的，故B错误； 由B知当可燃性气体浓度升高时，电路中的电流增大，则灯泡变亮，故C正确； 在其他条件不变的情况下，串联一个电阻，电路的总电阻变大，由I=知电路的电流变小，需要使可燃性气体浓度升高得更高，才能和原来的电阻相同，所以燃气报警的灵敏度减小，故D错误。 【举一反三2】图1是小华设计的天然气浓度测试仪，电源电压U恒为，R为定值电阻，电压表量程为，将电压表作为气体浓度的显示装置。气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图2所示。当气体浓度增加时，的阻值将        ，电压表的示数会        。要求将电压表示数为处标为气体浓度0.5%，电阻R的阻值应为        。若长时间使用后，电源电压降低，则测量结果        （选填“大于”“小于”或“等于”）实际的气体浓度。 【答案】减小 增大 12 小于 【解析】根据图2，当气体浓度增加时，Rx​的阻值将减小。这是因为气敏电阻的阻值会随着其敏感的气体浓度的变化而变化，浓度增加，电阻减小。 由于电路是串联的，根据串联电路的分压特点，电阻越大，分得的电压也越大。因此，当Rx的阻值减小时，它分得的电压也会减小，而电压表与定值电阻R并联，所以电压表的示数（即定值电阻R两端的电压）会增大。 当电压表示数为1.5V，且此时气体浓度为0.5%时，根据图2，可以知道此时Rx​的阻值为20Ω。由于电源电压为4V，根据串联电路的电压特点，可以得到定值电阻R两端的电压为 此时电路中的电流为 根据欧姆定律，求出电阻R的阻值为 [4]若长时间使用后，电源电压降低，那么整个电路中的电流都会减小。由于电压表与定值电阻R并联，所以电压表的示数（即定值电阻R两端的电压）也会减小。但是，由于气敏电阻Rx​的阻值并没有改变，而电压表的示数却减小了，那么根据我们之前的分析（电压表示数越大，气体浓度越高），电压表就会显示一个比实际气体浓度更低的值。因此，测量结果会小于实际的气体浓度。 【举一反三3】2024年3月1日起，我国酒驾最新检验标准实施。检验时，酒精测试仪（装有酒精气敏电阻R）的检测电路如图所示，气敏电阻的阻值会随着气体浓度的增大而减小。当闭合开关S后，通过气敏电阻R的电流           （选填“大于”“等于”或“小于”）通过定值电阻的电流，当驾驶员呼出的酒精气体浓度变大时，电压表的示数会           （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】等于 变小 【解析】如图，定值电阻和气敏电阻串联，电压表测气敏电阻两端电压。串联电路中各处电流相等，当闭合开关S后，通过气敏电阻R的电流等于通过定值电阻的电流。 当驾驶员呼出的酒精气体浓度变大时，气敏电阻阻值减小，根据串联电路分压规律可知，气敏电阻两端电压变小，电压表的示数会变小。 【举一反三4】电阻温度计是由半导体材料制成的。如图甲是某半导体电阻R随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻的特性，科技之星小组的同学设计了如图乙的电路，可通过电压表来测定电热水壶中的水温的装置，所用器材有：半导体电阻R、稳压电源、电压表（0~3V）、开关、定值电阻R0（10Ω）、导线若干。 (1)当水温度为20℃，电压表的读数为1V，求电源电压； (2)当电压表的读数为2V时，电热水壶中的水温； 【答案】(1)6V (2)40℃ 【解析】(1)由图乙可知，R与R0串联，电压表测量R0两端的电压； 当水温度为20℃，根据串联电路的电流特点可知，电路中的电流 由图甲可知，当水温度为20℃时，R的阻值：R＝50Ω，由可知，R两端的电压 UR＝IR＝0.1A×50Ω＝5V 根据串联电路的电压特点可知，电源电压 U＝U0+UR＝1V+5V＝6V (2)根据串联电路的电流特点可知，电压表的读数为2V时，电路中的电流 由可知，电路中的总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R的阻值 R′＝R总﹣R0＝30Ω﹣10Ω＝20Ω 由图甲可知，此时水温为40℃； 【举一反三5】体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压为6V，恒定不变，定值电阻R0=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A，踏板重力不计，求： (1)闭合开关S，当体重计空载时，压敏电阻R的阻值为多少欧？此时电路中的电流为多少安？ (2)此体重计所能测量的最大体重为多少？ 【答案】(1)45Ω，0.12A (2)1200N 【解析】（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，压敏电阻的阻值R=45Ω，根据串联电路电阻的特点可知，此时电路的总电阻为 R总=R0+R=5Ω+45Ω=50Ω 则此时电路的电流为 （2）已知电流表量程为0~0.6A，当电路中的电流最大为Imax=0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为 由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N。 学科网（北京）股份有限公司 $