2025届高考尖子生培养系列物理实验专项训练9：传感器的简单使用

2025届高考尖子生培养系列物理实验专项训练9：传感器的简单使用 一、实验原理 1．传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电 学量)。 2．其工作过程如图1所示： 图1 二、实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。 三、实验过程 1．研究热敏电阻的热敏特性 (1)实验步骤①按图2所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理； ②把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没 有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数； ③向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温 度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值； ④将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值， 图2 并记录。 (2)数据处理 ①根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性。 次数 待测量 温度(℃) 电阻(Ω) ②在图3坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线． ③根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。 图3 2．研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤 ①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图4所示电 路连接好，其中多用电表置于“×100”挡； ②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数 据； 图4 ③接通电源，让小灯泡发光，调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录； ④用手掌(或黑纸)遮住光，观察光敏电阻的阻值又是多少，并记录． (2)数据处理 把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性． 光照强度 弱 中 强 无光照射 阻值(Ω) 结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。 四、注意事项 1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。 2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。 3．欧姆表每次换挡后都要重新调零。 五、实验改进 对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：如图5所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下述操作过程中指针的偏转情况： 图5 操作一：往RT上擦一些酒精。 操作二：用吹风机将热风吹向电阻。 根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性。 六、实验分析 1．操作一中指针左偏，说明RT的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大。 2．操作二中指针右偏，RT的阻值减小，而电阻RT温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 优点：改进后的实验简单易操作，同学们能很快得出结论。　　 【基础巩固】 某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图（a）所示的电路。所用器材有：置于暗箱（图中虚线区域）中的光敏电阻RG；小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表V；电动势为E、内阻为r的电源；开关S；导线若干。 实验时，先按图（a）连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如表中所示。 d/cm 8.50 10.00 12.00 13.50 15.00 17.00 18.50 20.00 22.00 23.50 25.00 U/mV 271.0 220.0 180.0 156.7 144.9 114.0 94.8 89.5 78.6 72.5 65.0 回答下列问题： 【实验原理】　 （1）光敏电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG＝　　（用E、r、R、U表示）。 【数据处理】　 （2）在图（b）所示的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点，并作出U－d的非线性曲线。 （3）依据实验结果可推断，光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而　　（选填“增大”或“减小”）。 【实验设计】　 （4）该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图（c）所示电路，则电路中　　（选填“R1”或“R2”）为光敏电阻，另一个为定值电阻。 （5）若用该光敏电阻和电磁继电器设计自动光控照明电路，电磁继电器的构造示意图如图（d）所示。 a.其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将　　（选填“A、B”或“C、D”）接照明电路。 b.请用笔画线代替导线连接图（d）中的实物图。 c.已知控制电路电源电动势为3 V，内阻很小可忽略，电磁铁线圈电阻R'＝20 Ω，电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求光照使得光敏电阻阻值为18 Ω时，照明电路恰好接通，则图（d）中定值电阻R＝　　Ω。 【能力提升】 1.在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置： （1）图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1＝2 kΩ，R2＝1.5 kΩ，R3＝4 kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图（b）所示。当a、b两点电势φa＜φb时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当φa≥φb时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为　　℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为　　。 （2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图（c）所示。该加热器向周围散热的功率为PQ＝k（t－t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20 ℃），k＝0.1 W/℃。 ①当PR＝PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为　　℃； ②某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是　　。（填选项前的字母序号） A.20 ℃～24 ℃　　　　B.32 ℃～36 ℃　　　　 C.48 ℃～52 ℃　　　　D.60 ℃～64 ℃ 2.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大）。 （1）先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是　　Ω； （2）适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为　　（用R1、R2、R3表示）； （3）依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压U/mV 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图（c）上描点，绘制U－m关系图线； （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200 mV，则F0大小是　　N（重力加速度取9.8 m/s2，保留2位有效数字）； （5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1，此时非理想毫伏表示数为200 mV，则F1　　（选填“＞”“＝”或“＜”）F0。 3.弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件。某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数　　（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝　（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值　（选填“有”或“无”）影响。 （4）图丙是根据部分实验数据描绘的Rx􀆼L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为　　cm，即为机械臂弯曲后的长度。 4.传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。 （1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在　　（选填“a”或“b”）处。 （2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向　　（选填“左”或“右”）移动。 （3）如果在调试报警器报警温度时，发现将报警器放在预定的报警温度的环境时，报警器一直报警，无论如何调节滑动变阻器的滑片P，报警器都一直报警，可能的原因和解决的办法是　 。 5.某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻Rx的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻Rx的阻值变化范围为50～250 Ω。供选择的实验器材如下： A.电源E：电动势为3 V，内阻不计 B.电流表A1：量程为3 mA，内阻r1＝10 Ω C.电流表A2：量程为30 mA，内阻r2约为1 Ω D.电阻箱R1：阻值范围0～9 999.9 Ω E.定值电阻R0：R0＝50 Ω F.开关S、导线若干 （1）为了较准确地测量电阻Rx，某同学设计了如图甲所示的实验电路图，根据所设计的电路图，设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，电阻箱的电阻为R1，则Rx的测量值为Rx＝　　。 （2）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻Rx随所加压力F的Rx－F图像，如图乙所示，则由此图像可知，随压力F的增大，压敏电阻Rx的阻值　　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）该同学将这种压敏电阻Rx与一个量程为3 V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源E＝4 V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为100 N，压力为100 N时对应电压表3 V的刻度，则定值电阻R应取R＝　　Ω，电压表2 V刻度对应压力表　　N的刻度。 6.某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计，其内部电路装置如图甲所示，使用的器材有：直流电源（E＝4.5 V，内阻不计）、毫安表（量程未知）、电阻箱R（最大阻值为999.9 Ω）、热敏电阻一个、开关S1和S2、导线若干。 （1）为了确定毫安表的量程和内阻，先把电阻箱的阻值调到最大，然后将开关S2接至a端，闭合开关S1，逐渐调节电阻箱的阻值，发现当毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处，电阻箱的示数如图乙所示，此时电阻箱的阻值R＝　　Ω。将电阻箱的阻值调为540.0 Ω时，毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处，由此知毫安表的满偏电流Ig＝　　 mA，内阻Rg＝　　Ω。（后两问计算结果均保留2位有效数字） （2）将开关S2接至b端，闭合开关S1，该温度计可开始工作，为了得到摄氏温度与电流之间的关系，该同学通过查阅资料，发现自己使用的热敏电阻为负温度系数热敏电阻，其阻值在测量范围（包括0 ℃）内随摄氏温度的降低而线性增加，比例系数为k（k＜0），已知该电阻在0 ℃时的阻值为R0，则该简易温度计所测摄氏温度t与电流I之间满足t＝　　（用E、k、R0、Rg、I表示）。 7.如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15 kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N。调节可调电阻R0，可改变R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫作放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 （1）当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻　　（选填“较大”或“较小”）。 （2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过　　（选填“通道A”或“通道B”）。 （3）若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V。 ①为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于　　kΩ。（结果保留2位有效数字） ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻　　（选填“R”“R0”或“电源”）两端。 ③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将R0的阻值调为　　kΩ即可实现。（结果保留2位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比） 8.某同学根据所学知识制作了一台简易电子秤，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为3 V），滑动变阻器的最大阻值为R＝12 Ω，该同学用刻度尺测得滑动变阻器有电阻丝缠绕的ab部分的长度为L＝20 cm（电阻丝缠绕均匀）。 （1）该同学先利用如图乙所示电路测定电子秤里两节纽扣电池（如图丙所示）的电动势和内阻，根据多次测量得到的数据作出的U'－I图像如图丁所示，可知这两节纽扣电池串联后的电动势为E＝　　 V，内阻为r＝　　Ω。 （2）该同学想得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系，设计了如下实验： ①调节图甲中滑动变阻器的滑片P的位置，使电压表的示数恰好为零； ②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑动变阻器的滑片P恰好滑到b端，然后调节电阻箱R0，直到电压表达到满偏，实验过程中弹簧一直处于弹性限度内，则此时电阻箱的读数为R0＝　　Ω； ③已知所用的弹簧的劲度系数为k＝2.0 × 102 N/m，重力加速度g＝10 m/s2，则该电子秤所能称量的最大质量为m＝　　kg（结果保留2位有效数字）。 （3）实验过程所称量物体的质量和电压表的示数U的关系为　　（选填“线性”或“非线性”）。 9.传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：      （1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 （选填“a”或“b”）处。 （2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向移动 （选填“左”或“右”)。 （3）如果在调试报警器报警温度时，发现将报警器放在预定的报警温度的环境时，报警器一直报警，无论如何调节滑动变阻器的滑片P，报警器都一直报警，可能的原因和解决的办法是 。 10.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx）。 （1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图甲的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图像可求出照度为0.6lx时的电阻约为 kΩ。 照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 5.8 3.7 2.3 2.0 1.8 （2）如图乙，是街道路灯自动控制设计电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在 （填“AB”或“BC”）之间。 （3）用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙，则线圈的电阻为 Ω；已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合，图乙中直流电源的电动势E＝6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有两种规格可供选择： R1（0～200Ω，1A）、R2（0～2000Ω，0.1A）。要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择 （填“R1”、“R2”）。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当将滑动阻变阻器的滑片向 （填“左”或“右”）端移动。 11.2022年丹东交警某次拦截进行例行检查过程中，用酒精检测仪进行检测，结果显示驾驶人小王驾驶小型轿车，体内酒精含量为，属于“酒驾”；而另一位小李驾驶二轮摩托车，体内酒精含量为，属于“醉驾”。现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材： A．蓄电池（电动势，内阻） B．表头（满偏电流，内阻未知） C．电流表（满偏电流，内阻未知） D．电阻箱（最大阻值） E.电阻箱（最大阻值） F.电键及导线若干 （1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开电键、、，将、调到最大值。合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。此时合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头示数如图丁所示，此时为，则改装电表时应将调为 ，改装结束后断开所有电键。 （2）该同学若将图中电键、合上，而将拨到1处，电阻箱的阻值调为，酒精气体浓度为零时，表头的读数为 。 （3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向。已知酒精浓度在之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度属于范围 （选填“酒驾”或“醉驾”） （4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“”或“”），则此时所测的酒精气体浓度仍为准确值。 12.光敏电阻广泛的应用于光控制电路中，物理探究小组设计了图甲所示的电路测量不同照度下的光敏电阻的阻值，照度单位为勒克斯（）。小组成员先将照射光敏电阻的光调至某一照度，将电阻箱阻值调到最大，先闭合电键，再将电键与1连接，调节电阻箱的阻值如图乙所示时，此时通过电流表G的电流为I，然后将电键与2连接，当调节电阻箱的阻值如图丙所示时，电流表的示数恰好也为I。 （1）图乙的读数 ，图丙的读数 ，此照度下光敏电阻的阻值 。 （2）图丁是该小组描绘出的光敏电阻的阻值随照度变化的关系图像，由图丁可知（1）中的光照度为 （保留两位有效数字）。 （3）此光敏电阻随光照强度的减小而 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 （4）小组设计了如图戊所示的电路控制路灯，图戊中为此实验的光敏电阻，为滑动变阻器，电磁继电器的衔铁由软铁（容易磁化和消磁）制成，为电磁铁的线圈电阻，K为单刀双掷开关。当光照强度小到某一值时，衔铁就会被吸下，交流电路接通，当光照强度达到某一值时，衔铁就会被弹簧拉起，交流电路就会断开，路灯熄灭，请在图戊中原有电路的基础上用笔画连接电路实现这一功能 。 13.如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15 kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N。调节可调电阻，可改变R、两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 （1）当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻 （填“较大”“较小”）。 （2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过 （填“通道A”、“通道B”）。 （3）若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V： ①为使该装置达到上述分拣目的，的阻值等于 kΩ。（结果保留两位有效数字） ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻 （填“R”、“”或“电源”）两端。 ③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将的阻值调为 kΩ即可实现。（结果保留两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高考尖子生培养系列物理实验专项训练9：传感器的简单使用 一、实验原理 1．传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电 学量)。 2．其工作过程如图1所示： 图1 二、实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。 三、实验过程 1．研究热敏电阻的热敏特性 (1)实验步骤①按图2所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理； ②把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没 有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数； ③向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温 度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值； ④将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值， 图2 并记录。 (2)数据处理 ①根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性。 次数 待测量 温度(℃) 电阻(Ω) ②在图3坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线． ③根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。 图3 2．研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤 ①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图4所示电 路连接好，其中多用电表置于“×100”挡； ②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数 据； 图4 ③接通电源，让小灯泡发光，调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录； ④用手掌(或黑纸)遮住光，观察光敏电阻的阻值又是多少，并记录． (2)数据处理 把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性． 光照强度 弱 中 强 无光照射 阻值(Ω) 结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。 四、注意事项 1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。 2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。 3．欧姆表每次换挡后都要重新调零。 五、实验改进 对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：如图5所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下述操作过程中指针的偏转情况： 图5 操作一：往RT上擦一些酒精。 操作二：用吹风机将热风吹向电阻。 根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性。 六、实验分析 1．操作一中指针左偏，说明RT的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大。 2．操作二中指针右偏，RT的阻值减小，而电阻RT温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 优点：改进后的实验简单易操作，同学们能很快得出结论。　　 【基础巩固】 某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图（a）所示的电路。所用器材有：置于暗箱（图中虚线区域）中的光敏电阻RG；小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表V；电动势为E、内阻为r的电源；开关S；导线若干。 实验时，先按图（a）连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如表中所示。 d/cm 8.50 10.00 12.00 13.50 15.00 17.00 18.50 20.00 22.00 23.50 25.00 U/mV 271.0 220.0 180.0 156.7 144.9 114.0 94.8 89.5 78.6 72.5 65.0 回答下列问题： 【实验原理】　 （1）光敏电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG＝　　（用E、r、R、U表示）。 【数据处理】　 （2）在图（b）所示的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点，并作出U－d的非线性曲线。 （3）依据实验结果可推断，光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而　　（选填“增大”或“减小”）。 【实验设计】　 （4）该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图（c）所示电路，则电路中　　（选填“R1”或“R2”）为光敏电阻，另一个为定值电阻。 （5）若用该光敏电阻和电磁继电器设计自动光控照明电路，电磁继电器的构造示意图如图（d）所示。 a.其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将　　（选填“A、B”或“C、D”）接照明电路。 b.请用笔画线代替导线连接图（d）中的实物图。 c.已知控制电路电源电动势为3 V，内阻很小可忽略，电磁铁线圈电阻R'＝20 Ω，电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求光照使得光敏电阻阻值为18 Ω时，照明电路恰好接通，则图（d）中定值电阻R＝　　Ω。 【答案】：（1）R－r－R（2）见解析（3）增大（4）R2（5）C、D 见解析 22 【解析】：（1）根据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律和串联电路规律，可得R＝U，解得RG＝R－r－R。 （2）先描出第2个数据点，然后过尽可能多的点，用平滑曲线连线，不在平滑曲线上的点尽可能分布在平滑曲线的两侧，如图1所示。 （3）光源距离光敏电阻越远，光照强度越小，电压表示数越小，根据RG＝R－r－R可知，光敏电阻的阻值RG越大。 （4）如果R1为光敏电阻，有光照射光敏电阻时，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压降低，灯泡变暗；如果R2为光敏电阻，有光照射光敏电阻时，外电路总电阻变小，整个电路电流增大，内电压升高，路端电压降低，流过R1的电流减小，因此流过灯泡的电流增大，灯泡变亮。因此R2为光敏电阻。 （5）a.由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁连接的是控制电路，衔铁连接的是工作电路，故工作时，应将“C、D”接照明电路。 b.由题意可知实物图如图2所示。 c.由题意可知，照明电路恰好接通时光敏电阻阻值R光敏＝18 Ω，由闭合电路欧姆定律可知I＝，代入数据解得R＝22 Ω。 【能力提升】 1.在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置： （1）图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1＝2 kΩ，R2＝1.5 kΩ，R3＝4 kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图（b）所示。当a、b两点电势φa＜φb时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当φa≥φb时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为　　℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为　　。 （2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图（c）所示。该加热器向周围散热的功率为PQ＝k（t－t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20 ℃），k＝0.1 W/℃。 ①当PR＝PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为　　℃； ②某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是　　。（填选项前的字母序号） A.20 ℃～24 ℃　　　　B.32 ℃～36 ℃　　　　 C.48 ℃～52 ℃　　　　D.60 ℃～64 ℃ 【答案】：（1）25 Rt＞3 kΩ（2）68～72均可 B 【解析】：（1）由题图（a）可知，当满足＝时，即Rt＝3 kΩ时φa＝φb ，此时由题图（b）可知温度为25 ℃，即恒温箱内的稳定温度为25 ℃；恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为Rt＞3 kΩ。 （2）①PQ＝0.1 W/℃（t－20 ℃），PQ与温度t之间关系的图像如图所示， 由图可知，当温度为70 ℃左右时，发热功率和散热功率相等，即此时物体的温度不再变化；②发热和散热功率差值越大，升温越快。故选B。 2.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大）。 （1）先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是　　Ω； （2）适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为　　（用R1、R2、R3表示）； （3）依次将0.5 g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压U/mV 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图（c）上描点，绘制U－m关系图线； （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200 mV，则F0大小是　　N（重力加速度取9.8 m/s2，保留2位有效数字）； （5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F1，此时非理想毫伏表示数为200 mV，则F1　　（选填“＞”“＝”或“＜”）F0。 【答案】：（1）1 000　（2）R3　（3）见解析图　（4）0.018　（5）＞　 【解析】：（1）由题图（b）可知，对应的读数为10×100 Ω＝1 000 Ω。 （2）根据电压传感器示数为0可得I1R1＝I2R2，I1RF＝I2R3，解得RF＝R3。 （3）把表格中的数据在图（c）上进行描点，然后用一条直线拟合，使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，离直线较远的点舍弃，如图所示。 （4）根据U－m图像可知，当U＝200 mV时，m＝1.80 g，故F0＝mg≈0.018 N。 （5）可将C、D以外的电路等效为新的电源，C、D两点电压看作路端电压，因为换用非理想毫伏表后，当示数为200 mV时，实际上C、D间断路（接理想毫伏表时）时的电压大于200 mV，则在压力传感器上施加微小压力F1时，C、D间的电压大于在压力传感器上施加微小压力F0时C、D间的电压，结合U－m关系图线可知F1＞F0。 3.弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件。某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数　　（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝　（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值　（选填“有”或“无”）影响。 （4）图丙是根据部分实验数据描绘的Rx􀆼L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为　　cm，即为机械臂弯曲后的长度。 【答案】：（2）变小 　 （3）无　（4）51.80 【解析】：（2）断开开关S2，根据欧姆定律可得定值电阻的阻值R0＝。闭合开关S2，导电绳与定值电阻并联，并联后的总电阻小于定值电阻的阻值R0，电流表示数增大，电压表示数变小。调节滑动变阻器R使电压表的示数仍为U，则有＋＝I2，联立解得Rx＝。 （3）考虑电压表内阻时，有＝＋，＝＋＋，联立解得Rx＝，与（2）中分析的结果相同，故电压表内阻对导电绳电阻的测量值无影响。 （4）由Rx􀆼L图线可知，导电绳电阻Rx＝1.33 kΩ对应的导电绳拉伸后的长度L＝51.80 cm。 4.传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。 （1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在　　（选填“a”或“b”）处。 （2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向　　（选填“左”或“右”）移动。 （3）如果在调试报警器报警温度时，发现将报警器放在预定的报警温度的环境时，报警器一直报警，无论如何调节滑动变阻器的滑片P，报警器都一直报警，可能的原因和解决的办法是　 。 【答案】：（1）a （2）右 （3）在预定的报警温度的环境时该热敏电阻RT和滑动变阻器的总电阻之和过小，可以换一个阻值大一点的滑动变阻器 【解析】：（1）由题图甲可知，热敏电阻RT在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a接触，故c应接在a处。 （2）若要使启动报警的温度降低些，热敏电阻的阻值增大，滑动变阻器的滑片P向右移动。 （3）在预定的报警温度的环境时该热敏电阻RT和滑动变阻器的总电阻之和过小，电流过大，可以换一个阻值大一点的滑动变阻器。 5.某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻Rx的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻Rx的阻值变化范围为50～250 Ω。供选择的实验器材如下： A.电源E：电动势为3 V，内阻不计 B.电流表A1：量程为3 mA，内阻r1＝10 Ω C.电流表A2：量程为30 mA，内阻r2约为1 Ω D.电阻箱R1：阻值范围0～9 999.9 Ω E.定值电阻R0：R0＝50 Ω F.开关S、导线若干 （1）为了较准确地测量电阻Rx，某同学设计了如图甲所示的实验电路图，根据所设计的电路图，设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，电阻箱的电阻为R1，则Rx的测量值为Rx＝　　。 （2）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻Rx随所加压力F的Rx－F图像，如图乙所示，则由此图像可知，随压力F的增大，压敏电阻Rx的阻值　　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）该同学将这种压敏电阻Rx与一个量程为3 V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源E＝4 V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为100 N，压力为100 N时对应电压表3 V的刻度，则定值电阻R应取R＝　　Ω，电压表2 V刻度对应压力表　　N的刻度。 【答案】：（1） （2）减小 （3）150 50 【解析】：（1）对局部电路分析，电阻Rx＝，其中Ux＝I1（R1＋r1），Ix＝I2－I1，得Rx的测量值为Rx＝。 （2）由题图乙可知，随压力F的增大，压敏电阻Rx的阻值减小。 （3）由题图乙Rx＝250－F＝250－2F 由图丙，根据欧姆定律得E＝U＋Rx＝U＋（250－2F） 当F＝100 N时，Rx＝50 Ω，此时电压表电压为3 V，定值电阻的阻值为R＝150 Ω 将U＝2 V代入得F＝50 N。 6.某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计，其内部电路装置如图甲所示，使用的器材有：直流电源（E＝4.5 V，内阻不计）、毫安表（量程未知）、电阻箱R（最大阻值为999.9 Ω）、热敏电阻一个、开关S1和S2、导线若干。 （1）为了确定毫安表的量程和内阻，先把电阻箱的阻值调到最大，然后将开关S2接至a端，闭合开关S1，逐渐调节电阻箱的阻值，发现当毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处，电阻箱的示数如图乙所示，此时电阻箱的阻值R＝　　Ω。将电阻箱的阻值调为540.0 Ω时，毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处，由此知毫安表的满偏电流Ig＝　　 mA，内阻Rg＝　　Ω。（后两问计算结果均保留2位有效数字） （2）将开关S2接至b端，闭合开关S1，该温度计可开始工作，为了得到摄氏温度与电流之间的关系，该同学通过查阅资料，发现自己使用的热敏电阻为负温度系数热敏电阻，其阻值在测量范围（包括0 ℃）内随摄氏温度的降低而线性增加，比例系数为k（k＜0），已知该电阻在0 ℃时的阻值为R0，则该简易温度计所测摄氏温度t与电流I之间满足t＝　　（用E、k、R0、Rg、I表示）。 【答案】：（1）840.0 10 60（2）－ 【解析】：（1）电阻箱的阻值R＝8×100 Ω＋4×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝840.0 Ω 由闭合电路欧姆定律可得E＝Ig（Rg＋840.0 Ω），E＝Ig（Rg＋540.0 Ω） 解得Ig＝10 mA，Rg＝60 Ω。 （2）热敏电阻的阻值Rt＝R0＋kt由闭合电路欧姆定律可得I＝解得t＝－。 7.如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15 kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N。调节可调电阻R0，可改变R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫作放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 （1）当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻　　（选填“较大”或“较小”）。 （2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过　　（选填“通道A”或“通道B”）。 （3）若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V。 ①为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于　　kΩ。（结果保留2位有效数字） ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻　　（选填“R”“R0”或“电源”）两端。 ③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将R0的阻值调为　　kΩ即可实现。（结果保留2位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比） 【答案】：（1）较小 （2）通道B （3）20 R0 16 【解析】：（1）由题图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小。 （2）大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B。 （3）①杠杆对R的压力为1 N，R阻值为30 kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值需满足＝，则R0＝20 kΩ。 ②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，R0分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在R0两端。 ③根据＝可知分拣标准到0.33 kg时，压力为2.2 N，此时R的阻值为24 kΩ，根据①分析R0的阻值应该调至16 kΩ。 8.某同学根据所学知识制作了一台简易电子秤，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为3 V），滑动变阻器的最大阻值为R＝12 Ω，该同学用刻度尺测得滑动变阻器有电阻丝缠绕的ab部分的长度为L＝20 cm（电阻丝缠绕均匀）。 （1）该同学先利用如图乙所示电路测定电子秤里两节纽扣电池（如图丙所示）的电动势和内阻，根据多次测量得到的数据作出的U'－I图像如图丁所示，可知这两节纽扣电池串联后的电动势为E＝　　 V，内阻为r＝　　Ω。 （2）该同学想得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系，设计了如下实验： ①调节图甲中滑动变阻器的滑片P的位置，使电压表的示数恰好为零； ②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑动变阻器的滑片P恰好滑到b端，然后调节电阻箱R0，直到电压表达到满偏，实验过程中弹簧一直处于弹性限度内，则此时电阻箱的读数为R0＝　　Ω； ③已知所用的弹簧的劲度系数为k＝2.0 × 102 N/m，重力加速度g＝10 m/s2，则该电子秤所能称量的最大质量为m＝　　kg（结果保留2位有效数字）。 （3）实验过程所称量物体的质量和电压表的示数U的关系为　　（选填“线性”或“非线性”）。 【答案】：（1）4.0 0.5 （2）3.5 4.0 （3）线性 【解析】：（1）对题图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律可得E＝U'＋Ir 即U'＝E－Ir，U'－I图像与纵轴交点的纵坐标等于两节纽扣电池串联后的电动势，图线斜率的绝对值等于电池的内阻，由题图丁可知电动势为E＝4.0 V内阻为r＝Ω＝0.5 Ω。 （2）②电压表达到满偏时滑动变阻器接入电路的阻值为R＝12 Ω，根据欧姆定律可得 ＝解得R0 ＝ 3.5 Ω③滑动变阻器的滑片P滑到b端，弹簧的形变量增加了20 cm，由平衡条件有kΔx＝mg则该电子秤所能称量的最大质量为m＝4.0 kg。 （3）设滑片P从电压表的示数为零的位置向下移动的距离为x，则所称量物体的质量m＝ 电压表的示数为U＝·x联立可得U＝m可知所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为线性关系。 9.传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：      （1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 （选填“a”或“b”）处。 （2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向移动 （选填“左”或“右”)。 （3）如果在调试报警器报警温度时，发现将报警器放在预定的报警温度的环境时，报警器一直报警，无论如何调节滑动变阻器的滑片P，报警器都一直报警，可能的原因和解决的办法是 。 【答案】： a 右 在预定的报警温度的环境时该热敏电阻RT和滑动变阻器的总电阻之和过小，可以换一个阻值大一点的滑动变阻器 【解析】：（1）由题图甲可知，热敏电阻RT在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a接触，故c应接在a处。 （2）若要使启动报警的温度降低些，热敏电阻的阻值增大，滑动变阻器的滑片P向右移动。 （3）在预定的报警温度的环境时该热敏电阻RT和滑动变阻器的总电阻之和过小，电流过大，可以换一个阻值大一点的滑动变阻器。 10.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx）。 （1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图甲的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图像可求出照度为0.6lx时的电阻约为 kΩ。 照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 5.8 3.7 2.3 2.0 1.8 （2）如图乙，是街道路灯自动控制设计电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在 （填“AB”或“BC”）之间。 （3）用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙，则线圈的电阻为 Ω；已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合，图乙中直流电源的电动势E＝6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有两种规格可供选择： R1（0～200Ω，1A）、R2（0～2000Ω，0.1A）。要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择 （填“R1”、“R2”）。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当将滑动阻变阻器的滑片向 （填“左”或“右”）端移动。 【答案】：2.7kΩ（2.6kΩ~2.8kΩ ） AB 140Ω R2 左 【详解】（1）从图像上可以看出当照度为0.6lx时的电阻约为（2.6kΩ~2.8kΩ ）； （2）当天亮时，光敏电阻的阻值变小，所以回路中电流增大，则衔铁被吸下来，此次触片和下方接触，此时灯泡应该熄灭，说明灯泡接在了AB上。 （3）根据欧姆表的读数规则，所以电阻值为回路中的电流为2mA时回路中的需要中电阻所以选择滑动变组器比较合理。若要求天色渐暗照度降低至1.01x时点亮路灯，则天色更暗时光明电阻更大，要先保证回路中的电流2mA不变，则应减小滑动变阻器的阻值，即向左滑动滑动变阻器。 11.2022年丹东交警某次拦截进行例行检查过程中，用酒精检测仪进行检测，结果显示驾驶人小王驾驶小型轿车，体内酒精含量为，属于“酒驾”；而另一位小李驾驶二轮摩托车，体内酒精含量为，属于“醉驾”。现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材： A．蓄电池（电动势，内阻） B．表头（满偏电流，内阻未知） C．电流表（满偏电流，内阻未知） D．电阻箱（最大阻值） E.电阻箱（最大阻值） F.电键及导线若干 （1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开电键、、，将、调到最大值。合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。此时合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头示数如图丁所示，此时为，则改装电表时应将调为 ，改装结束后断开所有电键。 （2）该同学若将图中电键、合上，而将拨到1处，电阻箱的阻值调为，酒精气体浓度为零时，表头的读数为 。 （3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向。已知酒精浓度在之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度属于范围 （选填“酒驾”或“醉驾”） （4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“”或“”），则此时所测的酒精气体浓度仍为准确值。 【答案】： 6.0 2.0 醉驾 【解析】：（1）合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。则表头与电流表串联，可知合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头与并联，由图丁可知表头的示数则中的电流由，解得表头的内阻将表头的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻中的电流为则由，解得改装电表时应将调为 （2）改装电流表的内阻为由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流 则表头的读数为 （3）某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针指向，电路中总电流 由闭合电路欧姆定律可得解得传感器的电阻由图乙可知酒精浓度为，所以该次测试的酒精浓度属于范围醉驾。 （4）由闭合电路欧姆定律可知使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把调小，使电路中总电阻减小。 12.光敏电阻广泛的应用于光控制电路中，物理探究小组设计了图甲所示的电路测量不同照度下的光敏电阻的阻值，照度单位为勒克斯（）。小组成员先将照射光敏电阻的光调至某一照度，将电阻箱阻值调到最大，先闭合电键，再将电键与1连接，调节电阻箱的阻值如图乙所示时，此时通过电流表G的电流为I，然后将电键与2连接，当调节电阻箱的阻值如图丙所示时，电流表的示数恰好也为I。 （1）图乙的读数 ，图丙的读数 ，此照度下光敏电阻的阻值 。 （2）图丁是该小组描绘出的光敏电阻的阻值随照度变化的关系图像，由图丁可知（1）中的光照度为 （保留两位有效数字）。 （3）此光敏电阻随光照强度的减小而 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 （4）小组设计了如图戊所示的电路控制路灯，图戊中为此实验的光敏电阻，为滑动变阻器，电磁继电器的衔铁由软铁（容易磁化和消磁）制成，为电磁铁的线圈电阻，K为单刀双掷开关。当光照强度小到某一值时，衔铁就会被吸下，交流电路接通，当光照强度达到某一值时，衔铁就会被弹簧拉起，交流电路就会断开，路灯熄灭，请在图戊中原有电路的基础上用笔画连接电路实现这一功能 。 【答案】： 2320 1120 1200 1.0 增大 【解析】：（1）根据电阻箱各旋钮的示数，可知R1＝2320Ω，R2＝1120Ω；根据题意可知，电键与1连接和与2连接时电流表的示数都为I，根据闭合电路欧姆定律可知两种情况下电路中电阻大小相等，所以R0＝R1 －R2＝2320Ω－1120Ω＝1200Ω （2）根据R0的阻值，结合图像可知（1）中的光照度为1.0； （3）根据图线可知，此光敏电阻随光照强度的减小而增大； （4）将线圈与光敏电阻并联，然后与滑动变阻器以及电源串联，这样当光照强度减小时，光敏电阻的阻值增大，并联部分的分压变大，线圈中的电流增大，螺线管的磁性变强，将衔铁吸下，路灯接通；当光照强度增大时，光敏电阻阻值变小，并联部分分压变小，线圈中的电流减小，螺线管的磁性变弱，衔铁弹起，路灯熄灭。 13.如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15 kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N。调节可调电阻，可改变R、两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 （1）当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻 （填“较大”“较小”）。 （2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过 （填“通道A”、“通道B”）。 （3）若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V： ①为使该装置达到上述分拣目的，的阻值等于 kΩ。（结果保留两位有效数字） ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻 （填“R”、“”或“电源”）两端。 ③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将的阻值调为 kΩ即可实现。（结果保留两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比） 【答案】： 较小 通道B 20 16 【解析】：（1）由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小。 （2）大苹果通过托盘秤时，两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B。 （3）①杠杆对R的压力为1 N，R阻值为30 kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，的阻值需满足 则 ②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在两端。③根据可知分拣标准到0.33 kg时，压力为2.2 N，此时R的阻值为24 kΩ，根据①分析的阻值应该调至16 kΩ。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$