专题10 传感器【三大题型】-【压轴题】2024-2025 学年高中物理同步培优训练（人教版2019 选择性必修第二册）

专题10 传感器【三大题型】 一．常见的传感器及分类（共12小题） 二．常见传感器的工作原理及应用（共12小题） 三．利用传感器制作简单的自动控制装置（共8小题） 一．常见的传感器及分类（共12小题） 1．某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘光滑重球，力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小车向右做直线运动的过程中，电流表的示数如图乙所示，下列判断正确的是（　　） A．小车在0∼t1时间内小车的加速度变大 B．小车在t1∼t2时间内做匀减速直线运动 C．小车在t1∼t2时间内做加速度减小的加速运动 D．小车在t2∼t3时间内一定做匀速直线运动 【答案】C 【解答】解：A、在0～t1时间内电流不变，则压敏电阻的阻值不变，所受的压力不变，小车的加速度不变，故A错误； B、在t1～t2时间内，电流减小，则压敏电阻的阻值变大，所受的压力减小，则小车的加速度减小，即小车做加速度减小的加速运动，故B错误，C正确； D、在t2～t3时间内，电流不变，与0～t1时间内相比，电流变小了，则压敏电阻的阻值变大，所受的压力减小，加速度减小了，但是加速度不一定为0，则小车不一定做匀速直线运动，故D错误。 故选：C。 2．随着科技的发展，自动控制现象随处可见，这得益于传感器的广泛应用。比如许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（　　） ①温度传感器 ②人体红外线传感器 ③声音传感器 ④光敏传感器 A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】B 【解答】解：天黑时，出现人靠近它就开启，说明电路中有人体红外线传感器，而在白天，即使有人靠近它也没有反应，说明电路中有光敏传感器，因此，接入电路的传感器应该是两类，故B正确，ACD错误。 故选：B。 3．伴随国民物质文化生活的日益丰富，大众的健康意识不断增强，对膝盖损耗较小的骑行运动越来越受欢迎。如图1中的气嘴灯是下端安装在自行车的气嘴上的饰物，骑行时会自动发光，炫酷异常。一种气嘴灯的感应装置结构如图2所示，一重物套在光滑杆上，并与上端固定在A点的弹簧连接，弹簧处于拉伸状态，触点M与触点N未接触。当车轮转动，弹簧再次拉伸，当重物上的触点M与触点N接触，电路连通，LED灯就会发光。关于此灯下面说法中正确的是（　　） A．停车时也会发光，只是灯光较暗 B．骑行达到一定速度值时灯才会亮 C．无论车轮转多快，气嘴灯都无法在圆周运动的顶端发亮 D．此感应装置的发光利用重物的向心运动实现 【答案】B 【解答】解：A、停车时，车轮未转动，重物不能做离心运动，从而使M点很难与N点接触，不能发光，故A错误； B、当车速从零缓慢增加到某一数值时，根据竖直方向圆周运动的特点，由离心运动原理可知，重物向心力足够大时，M点更容易与N点接触，可以发光，故B正确； C、转速较大时，向心力较大，在圆周运动的顶端时向心力向下，则弹力增大，重物离心运动，从而使M点更容易与N点接触，可以发光，故C错误； D、离心现象是指做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，感应装置的原理正是利用离心现象，使两触点接触而点亮LED灯，故D错误； 故选：B。 4．（多选）传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（　　） A．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用 B．非触摸式自动水龙头（自动感应水龙头）应用的传感器是生物传感器 C．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器 D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断 【答案】ACD 【解答】解：A、办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用，故A正确； B、利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现。是利用光传感器而制成的，故B错误； C、空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器。故C正确； D、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，故D正确； 故选：ACD。 5．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路相接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即被接通电源而发光，这种传感器为 　声电传感器　 ，它输入的是 　声音　 信号，经传感器转换后，输出的是 　电　 信号． 【解答】解：在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即被电源接通而发光，这种传感器为声电传感器，它输入的是声音信号，经传感器转换后，输出的是 电信号． 故答案为：声电传感器；声音；电． 6．同学们在研究传感器特点时，做了如下两个实验： （1）利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小，实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这处方法获得的弹性绳的拉力随时间变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是　B　 A．t1、t2时刻小球速度最大 B．t2、t5时刻小球的动能最小 C．t3、t4时刻小球的速度相同 D．小球在运动过程中机械能守恒 （2）温度传感器是对温度敏感的元件，它将感受到的温度信号转变成测量的量（一般是电学量），从而直接反映出其变化．某种材料的R﹣t图线如图丙所示． ①它　能　 （填“能”或“不能”）作为温度传感器的感应元件． ②把这种材料制成的电阻和一个电热器串联，如图丁，可达到何种自动控制效果？　可达到使电热器保持一定温度的效果　 ． 【解答】解：A、把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t1时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零，所以t1与t4时刻绳子刚好绷紧，小球速度不是最大．t2时刻小球的速度为零．故A错误； B、t2、t5时刻小球都到达最低点，速度为零，动能都为零，最小．故B正确； C、t3时刻小球下落，速度方向向上，t4时刻小球速度向下，t3，t4时刻小球的运动方向相反．故C错误； D、在绳子绷紧之后，弹性绳对小球做功，小球的机械能不守恒．故D错误． 故选：B． （2）①由图可知，该传感器电阻随温度的变化明显，故可以作为温度传感器的感应元件； ②由于传感器电阻随温度的升高而增大，故温度升高后，电流减小，功率减小；同样，温度降低时，电流增大，功率增大；故可以起到保持一定温度的效果； 故答案为：（1）B；（2）①能；②可达到使电热器保持一定温度的效果 7．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图．薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图（乙），图（甲）是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图（丙）所示．试回答下列问题： （1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？ （2）当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？ （3）电阻变化后，电路的A、B两点哪点电势高？ 【解答】解：（1）电路图中，由于电压表的电阻可看作无穷大，因此本电路是R1、R2的串联电路与R3、R4的串联电路并联，电压表电路相当于一根电桥， 要使伏特表无读数，即A、B两点电势相等，即： ， 串联电路中电阻分得的电压与电阻成正比，则： ． （2）当O点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽，根据电阻定率，则R1、R4增大，R2、R3减小， （3）电阻增大，电压降增大，电阻减小，电压降减小，故在R1、R2的串联电路上R1上的电压降增大，R3、R4串联电路上R3电压降减小，所以A点电压高于B点电压． 答：（1）4个电阻应满足． （2）形变后R1、R4增大，R2、R3减小； （3）A点电压高于B点电压． 8．一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt1＝1.0×10﹣3s，Δt2＝0.8×10﹣3s。 （1）利用图（b）中的数据求1s时圆盘转动的角速度； （2）说明激光器和传感器沿半径移动的方向； （3）求图（b）中第三个激光信号的宽度Δt3。 【解答】解：（1）由图线读得，转盘的转动周期T＝0.8s 角速度 （2）激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动（理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动）。 （3）设狭缝宽度为d，探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为ri，第i个脉冲的宽度为Δti，激光器和探测器沿半径的运动速度为v． ③ r3﹣r2＝r2﹣r1＝vT　　　　　　　　 ④ r2﹣r1 ⑤ r3﹣r2 ⑥ 由④、⑤、⑥式解得： 9．图示是“加速度计”的原理图．水平支架A、B固定在待测物体上，小球穿在A、B间的水平光滑金属杆上，将轻质弹簧一端固接于支架A上，另一端与小球相连，其下的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着系统沿AB方向做变速运动，滑块在支架上相对AB中点发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出．已知小球的质量为m，弹簧的劲度系数为k，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器总阻值R＝4r，有效总长度为L．当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器的中点，取A→B方向为正方向． （1）请写出待测物体沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间的关系式． （2）确定该“加速度计”能测量的最大值． 【解答】解：（1）设待测物体沿AB方向有加速度a，滑块将向左移x，满足kx＝ma　 回路中的电流为：I　 而R'R　 输出电压为：U＝I•IR'　 故有：a． （2）由题意可知：0≤U≤0.8E　 结合a与U的表达式，可知加速度计能测量的最大值为 ． 答：（1）物体沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间的关系式是a． （2）确定该“加速度计”能测量的最大值是． 10．在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究： 如图所示，实验使用的长方体容器B内部的底面积为1m2，高为1m．在容器内顶部安装一个利用超声波测量距离的传感器A，该传感器默认超声波在空气中的传播速度为340m/s． （1）若通过传感器A测得液面距离顶部的高度为0.15m，可得容器内液体的体积为 　0.85　 m3． （2）研究小组在实验中发现，传感器测量的液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，然后通过实验获得下表中的数据． 温度t（℃） ﹣10 5 20 35 50 超声波速度v（m/s） 324.0 333.0 342.0 351.0 360.0 液面距顶部的高度h测（m） 0.105 0.204 0.298 0.387 0.474 通过表中数据分析可得超声波在空气中的传播速度v与温度t的关系式为v＝　330+0.6t　 ． （3）利用上述结论，若在环境温度为40℃时测得液面距顶部的高度为0.288m，实际液面距顶部的高度为 　0.301　 m．（小数点后保留三位） （4）分析导出液面距离顶部的实际高度h与测量值h测和温度t之间关系式为h＝　h测（0.97+1.76×10﹣3t）　 ． 【解答】解：（1）液面距离顶部的高度为0.15m，而高为1m，因此液体的体积V＝（1﹣0.15）×1＝0.85m3； （2）﹣10℃时，速度为324m/s；5℃时，速度为333m/s；20℃时，速度为342m/s； 随着温度升高，传播速度也在增大；根据数学公式，即可求得：v＝330+0.6t； （3）环境温度为40℃时，代入v＝330+0.6t，得传播速度v＝354m/s； 若在环境温度为40℃时测得液面距顶部的高度为0.288m， 那么实际液面距顶部的高度为h＝0.301m： （4）由上表格数据，那么液面距离顶部的实际高度h与测量值h测和温度t之间关系式为 h＝h测（0.97+1.76×10﹣3t）； 故答案为：（1）0.85；（2）330+0.6t；（3）0.301；（4）h＝h测（0.97+1.76×10﹣3t） 11．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）．其中AO：BO＝5：1．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示： 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … 设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，则： （1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式； （2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？ （3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？ 【解答】解：（1）由表中数据可归纳得出：R＝300﹣0.6F（Ω） （2）依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为0，由表可知，此时压力传感器的电阻R1＝300Ω，电路中的电流为： 15.6mA，所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6mA处． （3）当电流表刻度盘的读数为I2＝20毫安时，压力传感器的电阻Ω， 由R＝300﹣0.6F，算得F2＝110N， 再由F2•AO＝G•BO得G＝550N 答： （1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式是R＝300﹣0.6F（Ω）； （2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘15.6毫安处． （3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是550N． 12．如图为一继电器控制电路，电池均为一号干电池，灯泡均为同规格的小电珠，继电器也完全相同，继电器线圈电阻比灯泡电阻小，保护电阻r′远小于继电器线圈电阻，而变阻器的最大电阻足够大。开始时电键断开，变阻器滑片置于最左边。 （1）当电键K闭合后，电路中各灯泡的亮暗情况如何？ （2）电键K保持闭合，使变阻器滑片向右移动，在移动过程中电路中各灯泡的亮暗情况与（1）相比有什么变化？ （3）设每节干电池电动势为ε，内阻为r，每个继电器线圈电阻为R0，吸合电流为I，每个灯泡电阻为R′．在滑片向右移动的过程中，灯泡亮暗情况刚开始与（1）中情况不同时，变阻器的电阻R是多少？ 【解答】解：（1）电路内各灯泡由左到右逐一点亮，再由左到右逐一熄灭，以上过程不断循环往复。 （2）电键K保持闭合，变阻器滑片向右移动，移动到某一位置后，灯泡不再熄灭，始终保持发光。 （3）此时 I′I， 解得：Rr′。 答：（1）当电键K闭合后，电路内各灯泡由左到右逐一点亮，再由左到右逐一熄灭，以上过程不断循环往复。 （2）电键K保持闭合，使变阻器滑片向右移动，移动到某一位置后，灯泡不再熄灭，始终保持发光。 （3）设每节干电池电动势为ε，内阻为r，每个继电器线圈电阻为R0，吸合电流不I，每个灯泡电阻为R′．在滑片向右移动的过程中，灯泡亮暗情况刚开始与（1）中情况不同时，变阻器的电阻R是r′。 二．常见传感器的工作原理及应用（共12小题） 13．关于教材中插图所涉及的物理知识，下列描述正确的是（　　） A．图甲为电磁波调制过程中采用调频方法产生的波形图 B．图乙为可变电容器，通过改变铝片之间距离改变电容 C．图丙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属 D．图丁为应变片测力原理图，当梁受力向下弯曲，应变片a左右两端间的电阻变大 【答案】D 【解答】解：A.图甲为电磁波调制过程中采用调幅方法产生的波形图，故A错误； B.乙图中的可变电容器的原理是改变铝片间的正对面积从而达到改变电容的目的，故B错误； C.真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故C错误； D.当梁受力向下弯曲，应变片a被拉长，当应变片被拉长时，电阻丝长度变大，横截面积变小，所以电阻变大，故D正确。 故选：D。 14．某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力。在测量范围内，下列说法不正确的是（　　） A．弹簧的形变量x与被测物体质量m成正比 B．电压表的示数U与被测物体质量m成正比 C．被测物体质量m变大，电路中总电流变小 D．保持弹簧长度不变，改变弹簧的劲度系数k，可以改变电子秤的测量范围 【答案】B 【解答】解：A、当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设托盘下降x，由平衡条件有mg＝kx，则弹簧的形变量x与被测物体质量m成正比，故A正确； BD、根据闭合电路的欧姆定律得，根据电阻定律有，由欧姆定律得U＝IRx，联立可得电压表示数U与所称物体质量m的关系式为，可知电压表的示数U与被测物体质量m不成正比，改变弹簧劲度系数k，可以改变电子秤的测量范围，故B错误，D正确； C、由于金属弹簧的电阻可忽略，则当被测物体质量m变大，连接弹簧的滑片向下移，回路中的总电阻增大，则电路中电流减小，故C正确。 本题选不正确的，故选：B。 15．为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其简化电路如图所示。其中R1为定值电阻，R2为烟感传感器（可等效为可变电阻），当环境中的烟雾浓度变化时，烟感传感器的电阻值会发生变化。a、b间为报警装置，当a、b两端的电压大于某一电压值时，报警装置将启动。下列说法正确的是（　　） A．当环境中的烟雾浓度升高时，a、b间的电压将减小 B．当环境中的烟雾浓度升高时，定值电阻R1两端电压将增大 C．若定值电阻R1的阻值越小，启动报警装置时的烟雾浓度越大 D．若定值电阻R1的阻值越大，启动报警装置时的烟雾浓度越大 【答案】D 【解答】解：AB.当环境中的烟雾浓度升高时，a、b间的电压将增大，当a、b两端的电压大于某一电压值时，报警装置将启动，总电压一定，定值电阻R1两端电压将减小，故AB错误； C.若定值电阻R1的阻值越小，电路中电流相对较大，当环境中的烟雾浓度变化时，R2两端电压变化更加明显，启动报警装置时的烟雾浓度越小，故C错误； D.若定值电阻R1的阻值越大，电路中电流相对小小，当环境中的烟雾浓度变化时，R2两端电压变化变得相对不明显，启动报警装置时的烟雾浓度越大，故D正确。 故选：D。 16．电饭锅的电路图如图1所示，S1是一个限温开关，其内部结构如图2所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当温度达到居里点（103℃）时此开关会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开，R1是限流电阻，R2是加热电阻。下列说法正确的是（　　） A．当感温磁体的温度达到居里点时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧的作用下，两触点断开 B．开始煮饭时不按下限温开关S1一样可以把饭煮熟 C．用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关S1也会自动断开 D．电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在70℃到100℃之间 【答案】A 【解答】解：A．当感温磁体的温度达到居里点（103℃） 时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，从而在弹簧作用下，使得两触点断开，故A正确； BD．如果开始煮饭时不按下限温开关S1，由于S2的作用，当锅内温度低于70℃时S2会自动闭合，从而对锅加热，但当温度高于80℃时S2会自动断开，使电饭锅处于保温状态，因此锅内的温度会控制在70℃到80℃之间，而无法将饭煮熟，同样道理，电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在70℃到80℃之间，故BD错误； C．用电饭锅烧水，水沸腾后水的温度会保持100℃不变，锅底温度不能达到居里点（103℃），因此限温开关S1，不会自动断开，故C错误。 故选：A。 17．如图所示是光感式烟雾报警器的原理图，烟雾报警器光源发出光线，在没有烟雾时沿直线传播（虚线），有烟雾时则光会散射到光敏电阻中，使蜂鸣器达到额定电流发出报警声，已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减小，接收光的强度随烟雾浓度增大而增强，关于烟雾报警器，下列说法正确的是（　　） A．无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警 B．电源电动势越大，蜂鸣器越难发出报警声 C．光源发光强度越强，蜂鸣器越难发出报警声 D．滑动变阻器P向a端滑动，蜂鸣器更容易发出报警声 【答案】D 【解答】解：A.只有当烟雾的浓度足够大时，散射到光敏电阻上的光足够强，使得光敏电阻的阻值减小，电路中电流足够大时才能使蜂鸣器报警，故A错误； B.电源电动势越大，在同等条件下回路中的电流越大，则蜂鸣器越容易发出报警声，故B错误； C.光源发光强度越强，光敏电阻的阻值越小，则回路中电流越大，则蜂鸣器越容易发出报警声，故C错误； D.滑动变阻器P向a端滑动，电阻减小，则回路中电流增加，则蜂鸣器更容易发出报警声，故D正确。 故选：D。 18．如图甲所示的光电管是基于光电效应的一种光电转换器件，光电管可将光信号转换成电信号，在自动控制电路中有广泛应用。光电管的基本工作原理如图乙所示，当有光照在金属极k上，电路导通；无光照射时，电路不通。下列说法正确的是（　　） A．只要照射到金属k极上的光足够强电路就能导通 B．只有入射光的频率小于某一定值，电路才能导通 C．电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从下向上 D．电路导通情况下，光照越强，电阻R上的电压越大 【答案】D 【解答】解：AB、当入射光的频率大于截止频率时，金属k极就能发生光电效应，即电路可以导通，光强增大而频率小于截止频率不会发生光电效应，故AB错误； C、电路导通情况下，即光电子的运动方向向左，光电管内的电流方向向右，所以通过电阻的电流方向是从上向下，故C错误； D、在光电管中，光照越强，产生的光电流越大，从而电阻R上的电压也越大。这是因为光电流的大小与光照强度成正比，而电阻R上的电压与光电流成正比，故D正确。 故选：D。 19．如图所示的电路中，电源电动势为E，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法不正确的是（　　） A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小 B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加 C．若光照变强，则小球会向下运动 D．若光照变强，则AB间电路的功率变大 【答案】A 【解答】解：A．由于电路稳定时，R2与电容器串联，R2相当于导线，所以将R2的滑片上移时，电压表的示数不变，故A错误； B．若突然将电容器上极板上移，电容器板间电压不变，由U＝Ed知，板间场强减小，P点与下极板间的电势差减小，而下极板的电势为零，所以P点电势降低，由于液滴带负电，所以小球在P点电势能增加，故B正确； C．若光照变强，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，通过小灯泡的电流变大，电容器两端电压为U＝E﹣I（r+R1），I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，小球所受的电场力变小，因此小球要向下极板运动，故C正确； D．根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，将R1看成电源的内阻，由于等效电源的外电阻大于内电阻，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即 AB间电路的功率逐渐变大，故D正确。 本题选择不正确的，故选A。 20．如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，当闭合开关S后，发现带电液滴刚好静止在平行板电容器两极板之间。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值，电表均视为理想电表，若增大光照强度，关于电路工作状态的表述中，下列说法正确的是（　　） A．电流表A的示数增大，电压表V1的示数增大 B．电容器极板带电量减小，带电液滴静止不动 C． D．保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，则流过滑动变阻器R3的电流方向为由a点流向b点 【答案】C 【解答】解：A.根据电路知识可知，V1测路端电压，V2测R1电压，V3测光敏电阻R2的电压，A为总电流；若增大光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，则总电流增大，根据闭合电路欧姆定律可得U1＝E﹣Ir，电压表V1的示数减小，故A错误； B.根据闭合电路欧姆定律可得U3＝E﹣I（r+R1）可知V3电压减小，根据，故电容器极板带电量减小，平行板电容器减的电场强度减小，故导致带电液滴向下运动，故B错误； C.根据闭合电路欧姆定律U1＝E﹣Ir，故，， 故，故C正确； D.保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，电容器电压不变，故滑动变阻器R3无电流，故D错误。 故选：C。 21．如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，滑动头可以无摩擦滑动，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是（　　） A．电梯具有向上的加速度时，电压表示数减小 B．电梯具有向上的加速度时，电流表示数增大 C．电梯具有向下的加速度时，电压表示数与电流表示数的比值不变 D．电梯具有向下的加速度时，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值不变 【答案】D 【解答】解：AB．当电梯具有向上的加速度时，此时可知重物受到的弹力要大于重力，所以滑动变阻器滑片向下运动，即滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流减小，定值电阻两端的电压减小，所以滑动变阻器两端电压增大，故AB错误； CD．电梯具有向下的加速度时，重物受到的弹力小于重力，滑动变阻器滑片向上运动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律的变形式 所以电压表示数与电流表示数的比值减小；电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值为R0+r，所以不变；故C错误，D正确。 故选：D。 22．（多选）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（　　） A．磁场能使硬币的速度增加得更快 B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加 C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力 D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些 【答案】CD 【解答】解：AC、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力，若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动，若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场，若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢，综上所述，磁场能使硬币的速度增大变慢，故A错误，C正确； B、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故B错误； D、如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，由动能定理可知，硬币到达测速器位置时速度更大一些，故D正确。 故选：CD。 23．变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。 （1）“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图1所示。若被测金属丝R的电阻值约为30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 　B　 。 A.0～1Ω B.0～50Ω C.0～500Ω （2）按如图2所示的电路研究小灯泡的U﹣I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I﹣U图像应该是 　C　 。 （3）“测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如图3甲所示。已知R0＝1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图3乙所示的U﹣I图线，则该电池的电动势为 　1.40　 V，内电阻为 　1　 Ω。 （4）某种对车辆进行快速称重的电子秤重计原理图，如图4所示，下列说法正确的是 　C　 。 A.称重计在电路中相当于一个电压表 B.电路中的R1是没有作用的 C.当车辆越重时，流过称重计的电流越大 D.当车辆越重时，流过称重计的电流越小 【答案】（1）B：（2）C；（2）1.40；1（4）C。 【解答】解：（1）电路图滑动变阻器采用限流接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值与待测电阻阻值接近的；若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为0～50Ω，故AC错误，B正确。 故选：B。 （2）随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻随之增大，则I﹣U图像与坐标原点连线的斜率逐渐减小，故图像C满足题意，故C正确，ABD错误。 故选：C。 （3）由闭合电路欧姆定律E＝U+I（R0+r）化简可得U＝﹣（R0+r）l+E 由图像可知，E＝1.40V，所以该电池的电动势为1.40V，内电阻为r＝1Ω。 （4）A.称重计串联在电路中，相当于电流表，故A错误； B.当车辆很重，滑片滑到最下端时，如果没有R1会造成电源短路，烧坏电源和电表，所以电路中的R1是起保护作用，故B错误； CD.当车辆越重时，弹簧的压缩量越大，滑片越往下，电路中总电阻越小，电流越大，故C正确，D错误。 故选：C。 故答案为：（1）B：（2）C；（2）1.40；1（4）C。 24．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力杠杆ABO（O点为固定转动轴）、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是理想电流表）．其中AO：BO＝3：1．已知压力传感器的电阻R与其所受压力F的关系如下表所示： 压力F/N 0 50 100 150 200 250 … 电阻R/Ω 30 26 22 18 14 10 … 设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，接通电源，则： （1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少安培处？ （2）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式． （3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为0.8安，这个人的体重是多少牛？ （4）该秤能测量的最大体重是多少牛？ 【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律得I0.375A （2）由表格得到：R＝30﹣0.08F ① （3）根据闭合电路欧姆定律得I，当I＝0.8时，R＝13Ω； 代入①式得：F＝212.5N 根据力矩平衡G•BO＝F•AO 得G＝637.5N （4）由于安培表的量程为3A 根据闭合电路欧姆定律代入数据得Rmin＝2Ω 代入：R＝30﹣0.08F得Fmax＝＝350N 根据力矩平衡G•BO＝F•AO 得Gmax＝1050N 答：（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0.375安培处； （2）电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.08F； （3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为0.8安，这个人的体重是637.5N； （4）该秤能测量的最大体重是1050N． 三．利用传感器制作简单的自动控制装置（共8小题） 25．关于下列各装置说法正确的是（　　） A．如图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是电磁感应 B．如图中物体向左移，则电容器的电容变小 C．如图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变D．如图装置只要有声音，即使不接入电源，R两端也有电压输出 【答案】C 【解答】解：A．甲图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而发生偏转，不是电磁感应，故A错误； B．乙图中物体向左移，插入电容器的电介质增加，则电容器的电容变大，故B错误； C．丙图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变，故C正确； D．丁图装置是电容话筒是利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容的变化，在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化。将这个电流信号进行转换，即可输出音频信号。但是只有声音，不接入电源，R两端不会有电压输出，故D错误。 故选：C。 26．（多选）某中学水果自助售卖处使用的电子秤的工作原理简化图如图所示，滑片P可在竖直放置的可变电阻R上滑动，不放水果时，P处于R的上端。闭合开关，当所称水果的质量增大时，由电表（电流表或电压表中的一种）改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（　　） A．显示器是由电流表改装而成的 B．为了节约电能，可将电阻R0去掉 C．水果质量越大，R接入电路的电阻越小 D．根据使用要求，应连接接线柱“1”与“2” 【答案】AC 【解答】解：A.显示器串联在电路中，水果的质量增大时，显示器示数也增大，因此显示器是由电流表改装而成的，故A正确； B.电阻 R0 起到保护电路的作用，不能去掉，故B错误； CD.水果质量越大，R接入电路的电阻越小，根据欧姆定律可知，电流表（显示器）的示数越大，因此接线柱“1”应与“3”连接，故C正确，D错误。 故选：AC。 27．某学习小组将电压表改装成电子秤。实验器材有： 直流电源（电动势为E＝4.5V，内阻为r＝1.0Ω）； 电压表V（量程0～3V，内阻很大）； 滑动变阻器R（最大阻值10Ω）； 竖直固定的滑动变阻器R0（总长l＝10cm，最大阻值20Ω）； 竖直弹簧下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R0的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数k＝103N/m）； 开关S以及导线若干。 取重力加速度g＝10m/s2，不计摩擦和其他阻力。 实验步骤如下： ①静止的托盘中未放被测物时。R0的滑片P恰好置于R0的最上端，电压表的示数为零，调节滑动变阻器R的滑片位于阻值最大端。 ②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入砝码，直至托盘静止后，滑片P恰好置于变阻器R0的最下端，调节滑动变阻器R，使电压表达到满偏，此时为电子秤的最大称重。 请回答下列问题（所有计算结果保留两位有效数字）： （1）电子秤达到最大称重时，滑动变阻器R接入电路的阻值为 　9.0　 Ω。 （2）该电子秤的最大称重为 　10　 kg。 （3）在图（b）中画出被测物体质量m与电压表示数U的m﹣U图像。 （4）直流电源使用一段时间后，电动势E不变，内阻略增大。则被测物体质量的测量值与真实值相比 　偏小　 （选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）9.0；（2）10；（3）见解析；（4）偏小。 【解答】解：（1）电压表达到满偏时，电流为 滑动变阻器R接入电路的阻值为 （2）电子秤能测量的最大质量，弹簧的形变量Δx＝l＝10cm＝0.1m 根据胡克定律和平衡条件mg＝kΔx 则电子秤能测量的最大质量为； （3）当弹簧的形变量为x时，根据胡克定律mg＝kx 根据闭合电路的欧姆定律 电压表示数 联立可得 代入数据化简得U＝0.3m 变形得 因此所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为线性关系； 当U＝0V时，质量m＝0kg，当U＝3V时，质量m＝10kg，所作图像如图所示： （4）电源内阻略增大后，由以上可知当P处于同一位置时，电压表示数变小，则所测物体的质量与真实值相比偏小。 故答案为：（1）9.0；（2）10；（3）见解析；（4）偏小。 28．欲测量一压力传感器阻值RF随压力F变化的关系，某学习小组同学设计了如图甲所示的测量电路。（电压表视为理想电压表） （1）在RF上施加恒定压力F，闭合开关S1，将单刀双掷开关合向1。调节滑动变阻器滑片P到适当位置读出电压表读数U1；保持RF上压力大小及滑动变阻器滑片P位置不变，将单刀双掷开关合向2，此时电压表读数为U2，则在此压力下RF的阻值＝ 　　 （用U1、U2、R0表示）。 （2）改变压力F的数值，重复上述实验操作，得到RF﹣F的关系如图乙所示。该小组同学设计利用此压力传感器制作一款电子秤，其简易结构如图丙所示。电源电动势E＝6V，内阻未知。但是在实验室中未找到合适量程的电压表，只找到一块量程10mA、内阻9Ω的电流表和电阻箱（999.9Ω），若将这块电流表改装成量程为5V的电压表，则需要将电阻箱示数调成 　491.0　 Ω并与电流表 　串联　 （选填“串联”或“并联”）。 （3）用（2）中制作的电子秤测量重物的质量时，传感器上先不放重物，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表满偏，此位置记为电子秤的0刻线。保持划片P的位置不变，然后在压力传感器上放一重物。此时指针所指的位置为改装前电流表的4mA刻度处，则所放重物的质量m＝ 　0.9　 kg（g＝10m/s2，保留一位有效数字）。 【答案】（1）；（2）491.0、串联；（3）0.9。 【解答】解：（1）将单刀双掷开关合向1，根据闭合电路欧姆定律：U1＝IRF 将单刀双掷开关合向2，根据闭合电路欧姆定律：U2＝I（RF+R0） 消去电流I解得： （2）要将量程10mA、内阻9Ω的电流表改装成量程为5V的电压表，则需给电流表串联一个电阻，设其阻值为R，则当指针满偏时有：Ig（Rg+R）＝U 联立解得：R＝491.0Ω （3）不放重物时，电压表满偏，设滑动变阻器和电源内阻的总电阻为R总，由图乙可知，此时RF1＝10Ω 由闭合电路欧姆定律有： 联立解得：R总＝2Ω 当电流表示数为4mA时，此时RF1两端的电压为： 根据欧姆定律： 解得：RF2＝1Ω 由图乙可得，当RF2＝1Ω时，压力为9N，则查图乙可知：mg＝9N 解得质量为：m＝0.9kg 故答案为：（1）；（2）491.0、串联；（3）0.9。 29．图中为某水果加工厂的苹果目动分拣装置示意图，该装表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。装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U1≥3V时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E＝9V，内阻不计，取重力加速度大小g＝10m/s2。 （1）当较小的苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较小，此时R1的电阻 　较大　 （选填“较大”或“较小”）； （2）现以0.22kg为标准质量将苹果分拣开，电阻箱R2的阻值应调为 　12　 kΩ，质量大于0.22kg的大果将通过 　下通道　 ；（填“上通道”或“下通道”） （3）下列情况能提高分拣标准质量的是 　D　 。 A.调节R2变小 B.增大电源电动势 C.增加电磁铁线圈匝数 D.电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大 【答案】（1）较大；（2）12，下通道；（3）D。 【解答】解：（1）质量较小的苹果通过托盘时，托盘对R1的压力较小，根据图乙可知，R1的阻值较大； （2）当苹果质量为0.22kg时，此时F＝G＝mg＝0.22×10N＝2.2N R1≈24kΩ 为使该装置达到分拣目的，R2的阻值满足 解得 R2＝12kΩ 若苹果质量大于0.22kg，则R1阻值减小，分压减小，由于电源电动势不变，R2两端分压增大，电衔铁将被吸合，大苹果将通过下通道； （3）当提高分拣标准质量时，压力增大，需使R1阻值减小，分压减小即可，根据U1R1可知： A、调节R2变小，R1两端分压增大，故A错误； B.增大电源电动势，R1两端分压增大，故B错误； C.增加电磁铁线圈匝数，磁性增强，则分拣标准质量偏小，故C错误； D.电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大，R1两端分压减小，故D正确； 故选：D。 故答案为：（1）较大；（2）12，下通道；（3）D。 30．某兴趣学习小组根据所学的电学原理，利用相同的器材，自制了以下不同的电子秤。实验器材有： 直流电源（电动势为E＝3.0V，内阻为r＝0.5Ω）； 理想电压表V（量程为3.0V）：限流电阻R0＝9.5Ω； 竖直固定的滑动变阻器R（总长l＝10.0cm，总阻值R＝20.0Ω）； 电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数k＝103N/m）； 开关S以及导线若干。 重力加速度取g＝10m/s2，不计摩擦和其他阻力。 实验步骤如下： ①两种电子秤，托盘中未放被测物前，滑片恰好置于变阻器的最上端，电压表的示数均为零。 ②两种电子秤，在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，当滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，此时均为电子秤的最大称重。 请回答下列问题（所有计算结果保留一位小数）： （1）两种电子秤，当滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，电压表的示数均为 　2.0　 V；该电子秤的最大可测质量均为 　10.0　 kg。 （2）当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，如图1所示的第一套方案电子秤测得质量为m1＝　7.5　 kg。如图2所示的第二套方案电子秤测得质量为m2＝　5.0　 kg。 （3）第 　一　 （填“一”或“二”）套方案更为合理，因为电压表读数U与物体质量m成线性关系，电压表改装的电子秤刻度 　是　 均匀的。（填“是”或“不是”） 【答案】（1）2.0；10.0；（2）7.5；5.0；（3）一；是。 【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流 根据欧姆定律，滑线电阻R两端电压U＝IR＝0.1×20V＝2.0V 根据平衡条件，可得mmaxg＝kl 解得电子秤的最大可测质量为 （2）当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，电压表读数U＝1.5V 如左图所示的第一套方案，根据闭合电路欧姆定律可得 由平衡条件可得m1g＝kx1 联立解得m1＝7.5kg 如图所示的第二套方案，设滑动变阻器R接入电路的阻值为Rx，根据闭合电路欧姆定律可得 解得Rx＝10Ω 又 由平衡条件可得kx2＝m2g 联立解得m2＝5kg （3）左边方案一，根据闭合电路欧姆定律可得 又mg＝kx 联立可得 U与m成线性关系，电子秤刻度均匀； 右边方案二，根据闭合电路欧姆定律可得 又，mg＝kx 联立可得 U与m不成线性关系，电子秤刻度不均匀； 综上分析可知，方案一更合理，电压表示数与物体的质量m成正比，电压表改装的电子秤刻度是均匀的，便于测量。 故答案为：（1）2.0；10.0；（2）7.5；5.0；（3）一；是。 31．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。 （1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为　70　 Ω。 （2）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将　减小　 ，继电器的磁性将　增大　 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱　B　 相连。（均选填“A”或“B”）。 （4）图甲中线圈下端P的磁极是　S　 极（选填“N”或“S”）。 （5）请计算说明，环境温度在　环境温度大于等于80℃　 范围内时，警铃报警。 【解答】解：（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值R＝70Ω； （2）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小，通过线圈的电流变大，磁性增强； （3）当过热时，电阻减小，电流增大，吸合后要报警，则警铃的C接线柱要与B相连才发出警报； （4）先弄清绕法，由右手螺旋定则可以判定图甲中线圈下端P的磁极是S极； （5）由题意知：甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。即：I，解得R≤30Ω结合图象可以看出t≥80℃。 故答案为：（1）70（酌情给范围）　（2）减小　增大　（3）B　　（4）S　（5）环境温度大于等于80℃时，警铃报警。 32．如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电．房卡的作用相当于一个 　电键　 （填电路元件名称）接在干路上． 如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器．当继电器工作时，cd相吸，ab便接通．请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路． 【解答】解：（1）房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当于路上的电键； （2）将干簧管与电源E、线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电流接成回路，即按8﹣7，4﹣5，6﹣9，1﹣3，2﹣10 连接起来，构成正常的电门卡电路．如图． 故答案为：（1）电键（2）8﹣7，4﹣5，6﹣9，1﹣3，2﹣10 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 传感器【三大题型】 一．常见的传感器及分类（共12小题） 二．常见传感器的工作原理及应用（共12小题） 三．利用传感器制作简单的自动控制装置（共8小题） 一．常见的传感器及分类（共12小题） 1．某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘光滑重球，力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小车向右做直线运动的过程中，电流表的示数如图乙所示，下列判断正确的是（　　） A．小车在0∼t1时间内小车的加速度变大 B．小车在t1∼t2时间内做匀减速直线运动 C．小车在t1∼t2时间内做加速度减小的加速运动 D．小车在t2∼t3时间内一定做匀速直线运动 2．随着科技的发展，自动控制现象随处可见，这得益于传感器的广泛应用。比如许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（　　） ①温度传感器 ②人体红外线传感器 ③声音传感器 ④光敏传感器 A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 3．伴随国民物质文化生活的日益丰富，大众的健康意识不断增强，对膝盖损耗较小的骑行运动越来越受欢迎。如图1中的气嘴灯是下端安装在自行车的气嘴上的饰物，骑行时会自动发光，炫酷异常。一种气嘴灯的感应装置结构如图2所示，一重物套在光滑杆上，并与上端固定在A点的弹簧连接，弹簧处于拉伸状态，触点M与触点N未接触。当车轮转动，弹簧再次拉伸，当重物上的触点M与触点N接触，电路连通，LED灯就会发光。关于此灯下面说法中正确的是（　　） A．停车时也会发光，只是灯光较暗 B．骑行达到一定速度值时灯才会亮 C．无论车轮转多快，气嘴灯都无法在圆周运动的顶端发亮 D．此感应装置的发光利用重物的向心运动实现 4．（多选）传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（　　） A．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用 B．非触摸式自动水龙头（自动感应水龙头）应用的传感器是生物传感器 C．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器 D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断 5．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路相接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即被接通电源而发光，这种传感器为 　 　 ，它输入的是 　 　 信号，经传感器转换后，输出的是 　 　 信号． 6．同学们在研究传感器特点时，做了如下两个实验： （1）利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小，实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这处方法获得的弹性绳的拉力随时间变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是　 　 A．t1、t2时刻小球速度最大 B．t2、t5时刻小球的动能最小 C．t3、t4时刻小球的速度相同 D．小球在运动过程中机械能守恒 （2）温度传感器是对温度敏感的元件，它将感受到的温度信号转变成测量的量（一般是电学量），从而直接反映出其变化．某种材料的R﹣t图线如图丙所示． ①它　 　 （填“能”或“不能”）作为温度传感器的感应元件． ②把这种材料制成的电阻和一个电热器串联，如图丁，可达到何种自动控制效果？　 　 ． 7．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图．薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图（乙），图（甲）是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图（丙）所示．试回答下列问题： （1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？ （2）当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？ （3）电阻变化后，电路的A、B两点哪点电势高？ 8．一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt1＝1.0×10﹣3s，Δt2＝0.8×10﹣3s。 （1）利用图（b）中的数据求1s时圆盘转动的角速度； （2）说明激光器和传感器沿半径移动的方向； （3）求图（b）中第三个激光信号的宽度Δt3。 9．图示是“加速度计”的原理图．水平支架A、B固定在待测物体上，小球穿在A、B间的水平光滑金属杆上，将轻质弹簧一端固接于支架A上，另一端与小球相连，其下的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着系统沿AB方向做变速运动，滑块在支架上相对AB中点发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出．已知小球的质量为m，弹簧的劲度系数为k，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器总阻值R＝4r，有效总长度为L．当待测系统静止时，滑动臂P位于滑动变阻器的中点，取A→B方向为正方向． （1）请写出待测物体沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间的关系式． （2）确定该“加速度计”能测量的最大值． 10．在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究： 如图所示，实验使用的长方体容器B内部的底面积为1m2，高为1m．在容器内顶部安装一个利用超声波测量距离的传感器A，该传感器默认超声波在空气中的传播速度为340m/s． （1）若通过传感器A测得液面距离顶部的高度为0.15m，可得容器内液体的体积为 　 　 m3． （2）研究小组在实验中发现，传感器测量的液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，然后通过实验获得下表中的数据． 温度t（℃） ﹣10 5 20 35 50 超声波速度v（m/s） 324.0 333.0 342.0 351.0 360.0 液面距顶部的高度h测（m） 0.105 0.204 0.298 0.387 0.474 通过表中数据分析可得超声波在空气中的传播速度v与温度t的关系式为v＝　 　 ． （3）利用上述结论，若在环境温度为40℃时测得液面距顶部的高度为0.288m，实际液面距顶部的高度为 　 　 m．（小数点后保留三位） （4）分析导出液面距离顶部的实际高度h与测量值h测和温度t之间关系式为h＝　 ． 11．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）．其中AO：BO＝5：1．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示： 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … 设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，则： （1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式； （2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？ （3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？ 12．如图为一继电器控制电路，电池均为一号干电池，灯泡均为同规格的小电珠，继电器也完全相同，继电器线圈电阻比灯泡电阻小，保护电阻r′远小于继电器线圈电阻，而变阻器的最大电阻足够大。开始时电键断开，变阻器滑片置于最左边。 （1）当电键K闭合后，电路中各灯泡的亮暗情况如何？ （2）电键K保持闭合，使变阻器滑片向右移动，在移动过程中电路中各灯泡的亮暗情况与（1）相比有什么变化？ （3）设每节干电池电动势为ε，内阻为r，每个继电器线圈电阻为R0，吸合电流为I，每个灯泡电阻为R′．在滑片向右移动的过程中，灯泡亮暗情况刚开始与（1）中情况不同时，变阻器的电阻R是多少？ 二．常见传感器的工作原理及应用（共12小题） 13．关于教材中插图所涉及的物理知识，下列描述正确的是（　　） A．图甲为电磁波调制过程中采用调频方法产生的波形图 B．图乙为可变电容器，通过改变铝片之间距离改变电容 C．图丙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属 D．图丁为应变片测力原理图，当梁受力向下弯曲，应变片a左右两端间的电阻变大 14．某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力。在测量范围内，下列说法不正确的是（　　） A．弹簧的形变量x与被测物体质量m成正比 B．电压表的示数U与被测物体质量m成正比 C．被测物体质量m变大，电路中总电流变小 D．保持弹簧长度不变，改变弹簧的劲度系数k，可以改变电子秤的测量范围 15．为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其简化电路如图所示。其中R1为定值电阻，R2为烟感传感器（可等效为可变电阻），当环境中的烟雾浓度变化时，烟感传感器的电阻值会发生变化。a、b间为报警装置，当a、b两端的电压大于某一电压值时，报警装置将启动。下列说法正确的是（　　） A．当环境中的烟雾浓度升高时，a、b间的电压将减小 B．当环境中的烟雾浓度升高时，定值电阻R1两端电压将增大 C．若定值电阻R1的阻值越小，启动报警装置时的烟雾浓度越大 D．若定值电阻R1的阻值越大，启动报警装置时的烟雾浓度越大 16．电饭锅的电路图如图1所示，S1是一个限温开关，其内部结构如图2所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当温度达到居里点（103℃）时此开关会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开，R1是限流电阻，R2是加热电阻。下列说法正确的是（　　） A．当感温磁体的温度达到居里点时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧的作用下，两触点断开 B．开始煮饭时不按下限温开关S1一样可以把饭煮熟 C．用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关S1也会自动断开 D．电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在70℃到100℃之间 17．如图所示是光感式烟雾报警器的原理图，烟雾报警器光源发出光线，在没有烟雾时沿直线传播（虚线），有烟雾时则光会散射到光敏电阻中，使蜂鸣器达到额定电流发出报警声，已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减小，接收光的强度随烟雾浓度增大而增强，关于烟雾报警器，下列说法正确的是（　　） A．无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警 B．电源电动势越大，蜂鸣器越难发出报警声 C．光源发光强度越强，蜂鸣器越难发出报警声 D．滑动变阻器P向a端滑动，蜂鸣器更容易发出报警声 18．如图甲所示的光电管是基于光电效应的一种光电转换器件，光电管可将光信号转换成电信号，在自动控制电路中有广泛应用。光电管的基本工作原理如图乙所示，当有光照在金属极k上，电路导通；无光照射时，电路不通。下列说法正确的是（　　） A．只要照射到金属k极上的光足够强电路就能导通 B．只有入射光的频率小于某一定值，电路才能导通 C．电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从下向上 D．电路导通情况下，光照越强，电阻R上的电压越大 19．如图所示的电路中，电源电动势为E，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法不正确的是（　　） A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小 B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加 C．若光照变强，则小球会向下运动 D．若光照变强，则AB间电路的功率变大 20．如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，当闭合开关S后，发现带电液滴刚好静止在平行板电容器两极板之间。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值，电表均视为理想电表，若增大光照强度，关于电路工作状态的表述中，下列说法正确的是（　　） A．电流表A的示数增大，电压表V1的示数增大 B．电容器极板带电量减小，带电液滴静止不动 C． D．保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，则流过滑动变阻器R3的电流方向为由a点流向b点 21．如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，滑动头可以无摩擦滑动，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是（　　） A．电梯具有向上的加速度时，电压表示数减小 B．电梯具有向上的加速度时，电流表示数增大 C．电梯具有向下的加速度时，电压表示数与电流表示数的比值不变 D．电梯具有向下的加速度时，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值不变 22．（多选）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（　　） A．磁场能使硬币的速度增加得更快 B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加 C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力 D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些 23．变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。 （1）“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图1所示。若被测金属丝R的电阻值约为30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 　 　 。 A.0～1Ω B.0～50Ω C.0～500Ω （2）按如图2所示的电路研究小灯泡的U﹣I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I﹣U图像应该是 　 　 。 （3）“测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如图3甲所示。已知R0＝1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图3乙所示的U﹣I图线，则该电池的电动势为 　 　 V，内电阻为 　 　 Ω。 （4）某种对车辆进行快速称重的电子秤重计原理图，如图4所示，下列说法正确的是 　 　 。 A.称重计在电路中相当于一个电压表 B.电路中的R1是没有作用的 C.当车辆越重时，流过称重计的电流越大 D.当车辆越重时，流过称重计的电流越小 24．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力杠杆ABO（O点为固定转动轴）、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是理想电流表）．其中AO：BO＝3：1．已知压力传感器的电阻R与其所受压力F的关系如下表所示： 压力F/N 0 50 100 150 200 250 … 电阻R/Ω 30 26 22 18 14 10 … 设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，接通电源，则： （1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少安培处？ （2）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式． （3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为0.8安，这个人的体重是多少牛？ （4）该秤能测量的最大体重是多少牛？ 三．利用传感器制作简单的自动控制装置（共8小题） 25．关于下列各装置说法正确的是（　　） A．如图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是电磁感应 B．如图中物体向左移，则电容器的电容变小 C．如图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变 D．如图装置只要有声音，即使不接入电源，R两端也有电压输出 26．（多选）某中学水果自助售卖处使用的电子秤的工作原理简化图如图所示，滑片P可在竖直放置的可变电阻R上滑动，不放水果时，P处于R的上端。闭合开关，当所称水果的质量增大时，由电表（电流表或电压表中的一种）改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（　　） A．显示器是由电流表改装而成的 B．为了节约电能，可将电阻R0去掉 C．水果质量越大，R接入电路的电阻越小 D．根据使用要求，应连接接线柱“1”与“2” 27．某学习小组将电压表改装成电子秤。实验器材有： 直流电源（电动势为E＝4.5V，内阻为r＝1.0Ω）； 电压表V（量程0～3V，内阻很大）； 滑动变阻器R（最大阻值10Ω）； 竖直固定的滑动变阻器R0（总长l＝10cm，最大阻值20Ω）； 竖直弹簧下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R0的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数k＝103N/m）； 开关S以及导线若干。 取重力加速度g＝10m/s2，不计摩擦和其他阻力。 实验步骤如下： ①静止的托盘中未放被测物时。R0的滑片P恰好置于R0的最上端，电压表的示数为零，调节滑动变阻器R的滑片位于阻值最大端。 ②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入砝码，直至托盘静止后，滑片P恰好置于变阻器R0的最下端，调节滑动变阻器R，使电压表达到满偏，此时为电子秤的最大称重。 请回答下列问题（所有计算结果保留两位有效数字）： （1）电子秤达到最大称重时，滑动变阻器R接入电路的阻值为 　 　 Ω。 （2）该电子秤的最大称重为 　 　 kg。 （3）在图（b）中画出被测物体质量m与电压表示数U的m﹣U图像。 （4）直流电源使用一段时间后，电动势E不变，内阻略增大。则被测物体质量的测量值与真实值相比 　 　 （选填“偏大”或“偏小”）。 28．欲测量一压力传感器阻值RF随压力F变化的关系，某学习小组同学设计了如图甲所示的测量电路。（电压表视为理想电压表） （1）在RF上施加恒定压力F，闭合开关S1，将单刀双掷开关合向1。调节滑动变阻器滑片P到适当位置读出电压表读数U1；保持RF上压力大小及滑动变阻器滑片P位置不变，将单刀双掷开关合向2，此时电压表读数为U2，则在此压力下RF的阻值＝ 　 　 （用U1、U2、R0表示）。 （2）改变压力F的数值，重复上述实验操作，得到RF﹣F的关系如图乙所示。该小组同学设计利用此压力传感器制作一款电子秤，其简易结构如图丙所示。电源电动势E＝6V，内阻未知。但是在实验室中未找到合适量程的电压表，只找到一块量程10mA、内阻9Ω的电流表和电阻箱（999.9Ω），若将这块电流表改装成量程为5V的电压表，则需要将电阻箱示数调成 　 　 Ω并与电流表 　 　 （选填“串联”或“并联”）。 （3）用（2）中制作的电子秤测量重物的质量时，传感器上先不放重物，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表满偏，此位置记为电子秤的0刻线。保持划片P的位置不变，然后在压力传感器上放一重物。此时指针所指的位置为改装前电流表的4mA刻度处，则所放重物的质量m＝ 　 　 kg（g＝10m/s2，保留一位有效数字）。 29．图中为某水果加工厂的苹果目动分拣装置示意图，该装表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。装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U1≥3V时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E＝9V，内阻不计，取重力加速度大小g＝10m/s2。 （1）当较小的苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较小，此时R1的电阻 　 　 （选填“较大”或“较小”）； （2）现以0.22kg为标准质量将苹果分拣开，电阻箱R2的阻值应调为 　 　 kΩ，质量大于0.22kg的大果将通过 　 　 ；（填“上通道”或“下通道”） （3）下列情况能提高分拣标准质量的是 　 　 。 A.调节R2变小 B.增大电源电动势 C.增加电磁铁线圈匝数 D.电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大 30．某兴趣学习小组根据所学的电学原理，利用相同的器材，自制了以下不同的电子秤。实验器材有： 直流电源（电动势为E＝3.0V，内阻为r＝0.5Ω）； 理想电压表V（量程为3.0V）：限流电阻R0＝9.5Ω； 竖直固定的滑动变阻器R（总长l＝10.0cm，总阻值R＝20.0Ω）； 电阻可忽略不计的弹簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数k＝103N/m）； 开关S以及导线若干。 重力加速度取g＝10m/s2，不计摩擦和其他阻力。 实验步骤如下： ①两种电子秤，托盘中未放被测物前，滑片恰好置于变阻器的最上端，电压表的示数均为零。 ②两种电子秤，在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入被测物，待托盘静止平衡后，当滑动变阻器的滑片恰好处于下端b处，此时均为电子秤的最大称重。 请回答下列问题（所有计算结果保留一位小数）： （1）两种电子秤，当滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，电压表的示数均为 　 　 V；该电子秤的最大可测质量均为 　 　 kg。 （2）当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，如图1所示的第一套方案电子秤测得质量为m1＝　 　 kg。如图2所示的第二套方案电子秤测得质量为m2＝　 kg。 （3）第 　 　 （填“一”或“二”）套方案更为合理，因为电压表读数U与物体质量m成线性关系，电压表改装的电子秤刻度 　 　 均匀的。（填“是”或“不是”） 31．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。 （1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为　 　 Ω。 （2）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将　 　 ，继电器的磁性将　 　 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱　 　 相连。（均选填“A”或“B”）。 （4）图甲中线圈下端P的磁极是　 　 极（选填“N”或“S”）。 （5）请计算说明，环境温度在　 　 范围内时，警铃报警。 32．如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电．房卡的作用相当于一个 　 　 （填电路元件名称）接在干路上． 如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器．当继电器工作时，cd相吸，ab便接通．请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路． 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$