12含有光敏、热敏、压敏、气敏半导体的电路（计算题培优15题）（含解析）–2023-2024上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版）

12含有光敏、热敏、压敏、气敏半导体的电路（计算题培优15题）--2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版）
一、计算题
1．如图甲所示是平衡木装置示意图，AB可绕O点无摩擦转动（AB重力不计）。硬杆CD与AB垂直，且与AB固定在一起，CD、OE重均为200N，CD底部装有压敏电阻片R，压敏电阻R的阻值随压力F变化的关系图像如图乙所示，AB=5m、OA=BC=1m。将压敏电阻R接入如图丙所示电路中，定值电阻R0=10Ω，电流表的量程为0~0.6A，电源电压恒定。整个装置放在水平地面上，AB始终处于水平平衡状态。当重300N的小朋友站在某点时，电流表的示数为0.2A；当他从该点向左走1m后，电流表示数为0.24A。求：
（1）小朋友从O点向左走的距离越远，电流表的示数怎样变化？
（2）当小朋友向左走1m时，压敏电阻阻值的变化量是多少？
（3）当小朋友从A点走到B点时，电路的电功率变化量是多少？
2．某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示，“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线圈可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，电源电压为U1，“浴霸”共安装有两盏标有“220V 550W”的灯泡L1、L2，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开：当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。求：
（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能；
（3）若浴室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围。
3．图甲为某同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0=20mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙所示，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中。[已知U2=220V，R1=44Ω，R2=88Ω，R3=132Ω，c水=4.2×103J/(kg·℃)]求：
（1） 为使控制电路正常工作，保护电阻R0至少为多大？
（2） 若R0为200Ω，求衔铁被吸下时储水箱中水温是多少？
（3） 电热水器加热功率P加热和保温功率P保温分别是多大？
（4） 已知该热水器的加热效率为80%，则在加热状态下10min能将多少千克的水从20℃加热到50℃？（结果保留两位小数）
4．如图物理兴趣小组设计的测定水量的电路原理图。其中Rx为压力传感器，它的电阻值随受到压力的变化而变化，阻值随压力变化的关系如表所示；水箱内水量的变化通过电流表示数的变化显示出来；R0是阻值为10Ω的定值电阻；电源电压恒为48V；水箱位于压力传感器Rx上，空水箱重40N，电流表的量程为0～0.6A。
压力/N 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 ……
阻值/Ω 930 490 350 275 230 200 178.6 162.5 150 140 131.8 125 ……
（1）该水箱加满水时，指针恰好指示最大刻度0.6A，求：此时，R0两端的电压和Rx的阻值分别是多少？
（2）当水箱内无水时电流表的示数约为多少A？
5．图甲为某型号电子秤，其原理结构如图乙所示，R0为定值电阻；R是压敏电阻，其阻值随所受压力变化的关系如图丙所示。改写电压表（量程为3V）的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量，设踏板的质量为5kg，电源电压保持9V不变。（g取10N/kg）
（1）空载时，电压表的示数为1V，求R0的阻值。
（2）所称量物体的质量为45kg时电压表的示数为多少？
（3）该电子秤的最大称量值是多少千克？
6．测量压力大小的压力传感器的工作原理如图所示，其中M、N均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线（电阻大小不计），弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压恒为12V，已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S，压力F0=0时，滑片P在最上端；压力F1=1N时，电流表示数为1A，电压示数为3V；当滑片P滑至最下端时，电压表示数为7.5V。求：
（1）定值电阻R1的大小；
（2）当压力为F2时，滑片P滑至最下端，求F2的大小；
（3）压力F的大小与电压表示数UV之间的函数关系表达式（字母运算及表达式中不带单位）。
7．空气质量指数是环境监测的重要指标，下表中的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图所示。已知电源电压为18V且保持不变，电压表量程为0～15V，定值电阻R0的阻值为80Ω，气敏电阻R的阻值与A的关系为 。
空气质量指数A 0～50 50～100 101～150 151～200 201～300 >300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
(1)通过计算，判断电压表示数为6V时对应的空气质量等级；
(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围，若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400，则更换后的定值电阻R 0的阻值应为多大？
8．汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一，某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路，在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试中，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示，已知电源电压12V恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻．
有害气体浓度/%Vol … 5 7.5 10 12.5 15 …
R/Ω … 5.2 3.9 3 2.5 2 …
（1）测试过程中，当电压表示数为7V时，电流表读数为1A，求电阻R0的阻值；
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，求电压表的示数（结果保留一位小数）；
（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气浓度是多少。
9．半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大。如图甲所示是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻的特性，某物理兴趣小组的同学设计了如图乙所示的电路，用来测量某一环境的温度，已知定值电阻R0=30Ω，电源电压恒为16V不变。
（1）当电流表的示数为0.2A时，环境温度为多少℃？
（2）当环境温度为40℃时，电流表的示数是多少？
10．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%~60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。R0为1000Ω的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为2mA时。求：
（1）电路消耗的总功率；
（2）如果空气湿度不变，求3min内电阻R0消耗的电能；
（3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
11．从2011年5月11日起，执行酒驾重罚新规定。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于如图所示。电源电压恒为9V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，如表格中所示，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为80Ω。使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器R1的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表的示数为8V。
酒精气体浓度 0 5% 10% 15% 20% 25% 30%
R2∕Ω 80 70 60 50 40 30 20
求：
（1）电压表的示数为8V时，电流表的示数为多少？
（2）电压表的示数为8V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少？
（3）调零后，R1的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.3A，表明驾驶员醉驾，此时酒精气体浓度为多少？
12．为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图甲所示：电源电压恒为8V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω（如图乙所示），使用前要通过调零旋扭（即滑动变阻器R1的滑片）对酒精测试仪进行调零，此时电压表的示数为6V。
(1)电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的接入电路的电阻值为多少？
(2)调零后，R1的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s，电流表的示数达到0.2A，此时电压表的示数为多少？传感器电阻R2的阻值是多少？
(3)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL，根据图乙图像判断该驾驶员是否为酒驾。
13．小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图（a）所示。其中，电源两端电压U=6V（恒定不变）。电压表的量程为0~5V，R0是定值电阻，R0=250Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图（b）所示。闭合开关S后。求：
(1)当环境温度为20℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
(2)当环境温度为20℃时，电压表的示数是多少？
(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少℃？
14．随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行各业得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一．热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化．图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0﹣0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω0.3A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变，请完成下列小题：
（1）将此电路放入温度为10℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R＝100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压？
（2）若环境温度为30℃时且滑动变阻器接入电路的电阻R＝100Ω，求电流表的示数？
（3）当环境达到最高温度时滑动变阻器完全接入电路，则环境最高温度为多少？
15．从2011年5月11日起，执行酒驾重罚新规定。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于图所示。电源电压恒为9 V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为80 Ω。使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R1的滑片)对测试仪进行调零，此时电压表的示数为8 V。求：
(1)电压表的示数为8V时，电流表的示数为多少
(2)电压表的示数为8V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少
(3)调零后，R1的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气10 s，若电流表的示数达到0.3A，表明驾驶员醉驾，此时电压表的示数为多少
参考答案：
1．（1）电流表的示数变大；（2）5Ω；（3）1.5W
【详解】解：（1）杠杆AB，O为支点，根据杠杆的平衡条件可得
G人 L=F′ OC
所以，当小朋友从O点向左走的距离越远时，即力臂L越大，硬杆CD对AB的支持力F′越大，由力作用的相互性可知，AB对CD的压力F压也越大。由于压敏电阻片R受到的支持力F大小等于CD的重力与压力F压的和，所以F′越大时，支持力F也越大。由图像乙可知，压敏电阻R随支持力F变大而变小；所以当小朋友向左走的距离越远时，支持力F变大，压敏电阻R的阻值变小，则电路中的总电阻变小。根据I=可知，电路中电流变大，即电流表示数变大。
（2）杠杆AB，O为支点，据题意知
OC=AB-AO-BC=5m-1m-1m=3m
小朋友在某点时，根据杠杆的平衡条件可得
G人 L=F′ OC
向左走1m时，根据杠杆的平衡条件可得
G人 (L+1m)=F″ OC
所以
F=F″-F′=-===100N
由图像可知，支持力F变化量为100N时压敏电阻R的阻值变化量为5Ω。
（3）在某点时，电流表的示数
I=0.2A
由I=可得电源电压
U=I(R0+R′)=0.2A×(10Ω+R′)
此为①式；
向左走1m时，电流表的示数
I′=0.24A
由I=可得电源电压
U=I′(R0+R″)=0.24A×(10Ω+R″)
此为②式；
由第（2）题可知，小朋友向左走1m时，压敏电阻阻值变化量是
R′-R″=5Ω
此为③式。
联立①②③解得
U=6V
由于小朋友向左走的距离越远时，支持力F变大，压敏电阻R的阻值变小，则电路中的总电阻变小，电路中的总功率变大。则对硬杆进行受力分析，当小朋友静止在平衡木上的B端时C点受到压力最大，则CD对压敏电阻R的压力为最大，根据力的相互作用可知压敏电阻R的受到支持力最大。所以此时有
OB=AB-OC=5m-1m=4m
根据杠杆的平衡条件可得：B点时
G人 OB=FC1 OC
则
FC1===400N
根据力的作用是相互的可知，硬杆CD受到向下的压力
F压1=FC=400N
地面对硬杆的支持力
F=F压1+GCD=400N+200N=600N
由图像可知，此时压敏电阻R的阻值为5Ω。所以电路的最大电功率
PB====2.4W
A点时
G人 OA=FC2 OC
则
FC2===100N
根据力的作用是相互的可知，硬杆CD受到向上的拉力
F拉2=FC2=100N
地面对硬杆的支持力
F=GCD-F拉2=200N-100N=100N
由图像可知，此时压敏电阻R的阻值为30Ω。所以电路的最小电功率
PA====0.9W
当小朋友从A点走到B点时，电路的电功率变化量是
P=PB-PA=2.4W-0.9W=1.5W
答：（1）小朋友从O点向左走的距离越远，电流表的示数变大；
（2）当小朋友向左走1m时，压敏电阻阻值的变化量是5Ω；
（3）当小朋友从A点走到B点时，电路的电功率变化量是1.5W。
2．（1）5A；（2）3.3×105J；（3）10V；（4）20℃~30℃
【详解】解：（1）由
P=UI
可得，每只灯泡正常发光时的电流
则通过电路的总电流
I总=2I=2×2.5A=5A
（2）两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能
W=UI总t=220V×5A×5×60s=3.3×105J
（3）由图乙可知，当浴室温度为40℃时，其阻值R1=160Ω，因为R1和R0串联，所以控制电路总电阻
R总=R1+R0=160Ω+40Ω=200Ω
根据欧姆定律
可得，控制电路的最小电压
U1=I1R总=0.05A×200Ω=10V
（4）取临界情况，当电流
I′=50mA=0.05A
时，根据欧姆定律
可得，控制电路总电阻
所以
R1′=R总′-R0=240Ω-40Ω=200Ω
由图可得对应的温度为30℃；当电流
I″=40mA=0.04A
时，
根据欧姆定律
可得，控制电路总电阻
可得
R1″=R总″-R0=300Ω-40Ω=260Ω
由图可得对应的温度为20℃；因此浴室内温度可控制在20℃~30℃范围内。
答：（1）工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流为5A；
（2）若两灯正常工作5min，工作电路中消耗的总电能为3.3×105J；
（3）若浴室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压U1的最小值为10V；
（4）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内可控制的温度范围为20℃~30℃。
3．（1）100Ω；（2）60℃；（3）1.65×103 W；220W；（4）6.29kg
【详解】解：（1）控制电路中热敏电阻R和保护电阻R0串联，电源U1的电压恒为6V，热敏电阻中允许通过的最大电流为
I0=20mA=0.02A
所以电路中允许通过的最大电流为0.02A，此时电路的总电阻最小，由图乙可知，电阻R最小阻值为200Ω，电路中的总电阻为
串联电路中的总电阻等于各电阻的阻值之和，所以保护电阻R0的阻值至少为
（2）若R0为200Ω，当衔铁被吸下时，电磁铁线圈中的电流为
电路的总电阻为
串联电路中的总电阻等于各电阻的阻值之和，所以热敏电阻R的阻值为
由图乙可知，当热敏电阻的阻值为400Ω时，储水箱中水温为60℃。
（3）当继电器上方触点和触点c接通，电阻R2和R3串联，此时电路的总电阻较大，由可知，电路的总功率较小，此时电路处于保温状态；继电器下方触点和触点a、b接通时，电阻R1和R2并联，此时电路的总电阻较小，由可知，电路的总功率较大，此时电路处于加热状态；电源电压U2=220V，电热水器加热功率为
电热水器保温功率为
（4）已知该热水器的加热效率为80%，则在加热状态下10min产生的热量为
水吸收的热量为
由可知，水的质量为
答：（1） 为使控制电路正常工作，保护电阻R0至少为100Ω；
（2） 若R0为200Ω，求衔铁被吸下时储水箱中水温是60℃；
（3） 电热水器加热功率P加热为1.65×103 W，保温功率P保温为220W；
（4） 已知该热水器的加热效率为80%，则在加热状态下10min能将6.29kg的水从20℃加热到50℃。
4．（1）6V， 70Ω；（2）0.096A
【详解】解：（1）由电路图可知，R0、Rx串联，电流表测量电路电流。水箱加满水时，电路电流为0.6A， R0两端电压
U0＝IR0＝0.6A×10Ω＝6V
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以Rx两端电压
Ux＝U﹣U0＝48V﹣6V＝42V
则Rx的阻值
（2）当水箱内无水时Rx受到的压力为40N，由表中数据可知，Rx的阻值为490Ω，因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以电流（电流表的示数）
答：（1）R0两端的电压为6V，Rx的阻值为70Ω；
（2）当水箱内无水时电流表的示数约为0.096A。
5．（1）30Ω；（2）1.5V；（3）90kg
【详解】解：（1）踏板的质量为5kg，踏板的重力为
由丙图可知，此时压敏电阻的阻值
两电阻串联，电压表测定值电阻的电压，电压表的示数为1V。串联电路中总电压等于各分电压之和，所以压敏电阻两端的电压
由于串联电路中各处的电流相等，所以根据欧姆定律可得，电路中的电流
R0的阻值
（2）当电子秤称量物体的质量为45kg时，物体的重力
压敏电阻受到的压力为
由图丙可知压敏电阻
由电阻的串联和欧姆定律，此时电路中的电流
由欧姆定律，电压表示数为
（3）电子秤的质量越大，压力越大，压敏电阻小，由压原理可知，压敏电阻的电压越小，由串联电路电压的规律，电压表示数越大，故质量最大时对应的电压表最大值，此时定值电阻两端的电压为3V，此时电路中的电流
压敏电阻两端分得的电压
压敏电阻的阻值
由丙图可知，此时压敏电阻受到的压力为950N，该电子秤的量程
答：（1）空载时，电压表的示数为1V，R0的阻值为30Ω；
（2）所称量物体的质量为45kg时电压表的示数为1.5V；
（3）该电子秤的最大称量值是90kg。
6．（1）9Ω；（2）5N；（3）
【详解】解：（1）由图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，当 时，电流表示数为1A，电压数为3V，此时R1两端电压
并且电路中电流
由欧姆定律可得
（2）当F1=1N时，R2连入电路的阻值
当滑片P滑至最下端时，变阻器连入阻值最大，电压表示数为，此时电路中电流
所以R2的最大值
因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系，即：F=kR2，由F1=1N，R2=3Ω可得
所以 时，压力
（3）以UV表示电压表示数， I表示电路中的电流，R2表示变阻器连入电路的阻值，则
又R1= 9Ω，而
化简可得
答：（1）定值电阻R1的大小为9Ω；
（2）当压力为F2时，滑片P滑至最下端，F2的大小为5N；
（3）压力F的大小与电压表示数UV之间的函数关系表达式为。
7．(1)优；(2) 75
【详解】(1)由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压。因串联电路中各处的电流相等，所以，当电压表示数为6V时，电路中的电流
I===0.075A
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，气敏电阻R两端的电压
UR=U U0=18V 6V=12V
则此时气敏电阻的阻值
R===160
此时的空气质量指数
A==37.5
由0< 37.5<50可知，此时空气质量等级为优。
(2)空气质量指数A=400时，气敏电阻的阻值
R′==15
由题意可知，此时电压表的示数U′0=15V，则气敏电阻两端的电压
U′R=U U′0=18V 15V=3V
此时电路中的电流：
I′===0.2A
则更换后的定值电阻的阻值：
R′0===75
答：(1)电压表示数为6V时对应的空气质量等级为优。
(2)更换后的定值电阻的阻值应为75。
8．（1）5Ω；（2）3.4V；（3）10%Vol
【详解】解：由图可知：定值电阻R0与气敏电阻R串联，电源电压U=12V，电压表所测电压为R两端电压。
（1）在测试过程中，当电压表示数为UR=7V时，电流表读数为I=1A，定值电阻R0两端电压
U0=U－UR= 12V－7V=5V
电阻
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，由表知气敏电阻R=2Ω，则通过电路中的电流
电压表的示数
（3）当电路消耗的总功率为P=18W时，则电路中的总电阻
气敏电阻的阻值
R′=R总－R0=8Ω－5Ω=3Ω
气敏电阻的阻值为3Ω时，由表知有害尾气浓度是10%Vol。
答：（1）测试过程中，当电压表示数为7V时，电流表读数为1A，电阻R0的阻值为5Ω；
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，电压表的示数为3.4V；
（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气浓度是10%Vol。
9．（1）20℃；（2）0.32A
【详解】解：（1）由电路图图可知，半导体电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流。
当I=0.2A时，由欧姆定律得，定值电阻电压为
U0=IR0=0.2A×30Ω=6V
因串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，所以，此时半导体电压为
U1=U-U0=16V-6V=10V
由可得，半导体电阻为
根据图像可知，当半导体电阻阻值是50Ω时，环境温度是20℃。
（2）由图像可知，当环境温度为40℃时，半导体的电阻为，由串联电路电阻特点和欧姆定律得，电流表的示数为
答：（1）当电流表的示数为0.2A时，环境温度为20℃；
（2）当环境温度为40℃时，电流表的示数是0.32A。
10．（1）0.012W；（2）0.72J；（3）50%，舒服
【详解】解：（1）电路消耗的总功率为
（2）电阻R0消耗的电能为
（3）此时电路中的总电阻为
根据串联电路电阻的关系，R此时的阻值为
根据图像可知此时的湿度为50%，在人体感觉比较舒服的范围内，人体感觉比较舒服。
答：（1）电路消耗的总功率为；
（2）如果空气湿度不变，求3min内电阻R0消耗的电能为；
（3）此时的空气湿度50%，人体感觉舒服。
11．（1）0.1A；（2）10Ω；（3）30%
【详解】解：（1）由图可知，R2和滑动变阻器R1串联，电压表测量R2两端的电压，当酒精气体的浓度为0时，R2=80Ω，电压表示数为8V，电流表的示数为
（2）由串联电路电压的规律可知滑动变阻器R1两端的电压
U1=U-U2=9V-8V=1V
滑动变阻器R1的电阻值
（3）当R1的电阻保持不变，电流表的示数I′=0.3A时，R1两端的电压
U1′=I′R1=0.3A×10Ω=3V
由串联电路电压的规律可知R2两端的电压
U2′=U-U1′=9V-3V=6V
R2的阻值
由表格数据知，此时酒精浓度为30%。
答：（1）电压表的示数为8V时，电流表的示数为0.1A；
（2）电压表的示数为8V时，滑动变阻器R1的电阻值为10Ω；
（3）酒精气体浓度为30%。
12．(1)20Ω；(2)4V，20Ω；(3)是酒驾
【分析】(1)根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律分别表示出电路中的电流，根据串联电路的电流特点得出等式即可求出滑动变阻器R1的接入电路的电阻值。
(2)根据欧姆定律求出变阻器两端的电压，根据串联电路中的电压特点求出电压表的示数，利用欧姆定律求出传感器电阻R2的阻值。
(3)由图像得出对应酒精气体的浓度，然后与酒驾标准相比较即可判断是否酒驾。
【详解】解：(1)电压表的示数为6V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压
因串联电路中各处的电流相等，所以由可得
即
解得
(2)调零后，R1的电阻保持不变，电流表的示数达到0.2A，此时R1两端电压
电压表的示数
传感器电阻R2的阻值
(3)当传感器电阻R2的阻值为20Ω时，由图可知，被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/mL，即在
范围内，所以被检测者属于酒驾。
答：(1)电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的接入电路的电阻值为20Ω；
(2)电流表的示数达到0.2A，此时电压表的示数为4V，传感器电阻R2的阻值是20Ω；
(3)根据乙图像判断该驾驶员是酒驾。
13．(1)250Ω；(2)3V；(3)100℃
【详解】(1)由图（b）可知，当环境温度为20℃时，热敏电阻R1的阻值是250Ω。
(2)由图（a）可知，电阻R0与R1串联，当环境温度为20℃时，电阻R0与R1阻值相等，根据串联电路分压规律，它们两端的电压也相等，电源电压恒为6V，所以电阻R0两端的电压为3V，即电压表示数为3V。
(3)电压表的最大测量值为5V，此时电路中的电流为
电路的总电阻
热敏电阻的阻值
R1=R-R0=300Ω-250Ω=50Ω
由图（b）可知，热敏电阻R1的阻值是50Ω，环境温度为100℃，所以当电压表不超过最大测量值时，电路允许的最高环境温度为100℃。
答：(1)当环境温度为20℃时，热敏电阻R1的阻值是250Ω。
(2)当环境温度为20℃时，电压表的示数是3V。
(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是100℃。
14．（1）6V；（2）0.015A；（3）45℃．
【详解】（1）由电路图知道，滑动变阻器与热敏电阻串联，电流表测电路中的电流，
由图乙图象知道，当温度为10℃时，热敏电阻阻值为500Ω，此时滑动变阻器接入电路的电阻是：，
由知道，电源电压是：；
（2）由图像知道，当温度为30℃时，热敏电阻的阻值是300Ω，
故此时电路中电流表是：；
即电流表的示数0.015A；
（3）由图像知道，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，则串联电路中的电流越大，根据题意知道，电路中电流最大是0.02A，所以，当电路中电流最大为0.02A时，热敏电阻的阻值最小，所测环境温度最高，由电阻的串联和欧姆定律知道，此时电路的总电阻是：，
所以，热敏电阻的最小阻值是：
由图乙知道，此时其工作的最高环境温度是45℃．
15．(1) 0.1A；(2) 10Ω；(3) 6V
【详解】解：(1)当R2=80Ω，电压表示数U2为8V时，此时电流表的示数为
(2)因为R2和滑动变阻器串联，则滑动变阻器R1的电压为
U1=U-U2=9V－8V=1V
R1的电阻值为
(3)当R1的电阻保持不变，电流表的示数I'为0.3A时，R1两端电压为
U1'=I'R1=0.3A×10Ω=3V
此时电压表的示数为
U2'=U-U1'=9V-3V=6V
答：(1)电压表的示数为8V时，电流表的示数为0.1A；
(2)电压表的示数为8V时，滑动变阻器R1的电阻值为10Ω；
(3)调零后，R1的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气10 s，若电流表的示数达到0.3A，表明驾驶员醉驾，此时电压表的示数6V。