单元综合提升(五) 传感器-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理传感器单元复习课件系统梳理了传感器的概念、工作原理、应用类型及电路综合问题，通过概念梳理（含定义、敏感元件、工作流程）、考点图像分析、易错辨析等模块，构建起“原理-应用-电路分析”的知识网络，强化知识点间的逻辑联系。 其亮点在于采用“考教衔接-易错诊断-分层检测”的复习策略，如结合2022北京高考压力传感器预警系统、2024江西高考霍尔元件载流子浓度测量等真题，融入教材习题拓展，培养学生科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究能力。分层设计的单元检测卷和易错点分析，助力学生精准突破薄弱环节，也为教师提供清晰的复习教学路径。

单元综合提升(五)　传感器 　　　　 第五章 传感器 概念梳理 1 考教衔接 2 易错辨析 3 内容索引 单元检测卷 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 概 念 梳 理 返回 传 感 器 返回 考 教 衔 接 返回 (2022·北京高考)某同学利用压力传感器设计水库 水位预警系统。如图所示，电路中的R1和R2，其中一个 是定值电阻，另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。 水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电 阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动 开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2(U1、U2为定值)时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是 A.U1＜U2 B.R2为压力传感器 C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 √ 真题1 由题意可知，水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传 感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警，此时水 位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电 压大于U1，根据串联电路电压分布特点可知，R1为压力传感 器，故高水位时压力传感器的电阻值变小，压力传感器R1两 端的电压变小， U1＞U2，A、B错误；根据闭合电路的欧姆 定律可知，a、b两端的电压为U＝R1＝，若定值电阻的阻值越大，当a、b两端的电压大于U1开启低水位预警时，压力传感器R1阻值需要越大，则水位越低，当a、b两端的电压小于U2开启高水位预警时，压力传感器R1阻值需要越大，则水位越低，C正确，D错误。故选C。 衔接教材　 1.人教版选择性必修第二册P107·T1 某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可 以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑 动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值 都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向哪个方向偏转？简述你分析的过程。 2.人教版选择性必修第二册P110·T4 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。试推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。 衔接分析　人教版选择性必修第二册P107·T1，以加速度计(加速度传感器)的工作原理为情境，考查了胡克定律、牛顿第二定律与电路知识的综合应用问题；人教版选择性必修第二册P110·T4，以电子秤(力电传感器)的工作原理为情境，考查了胡克定律、力的平衡与电路知识的综合应用问题。而2022·北京高考题以某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统为情境，考查了压力传感器与电路知识的综合应用问题。 (2024·江西高考)石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能。现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子(电子)浓度。如图(a)所示，在长为a、宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。当I＝1.00×10－3 A时，测得U -B关系图线如图(b)所示，元电荷e＝1.60×10－19 C，则此样品每平方米载流子数最接近 A.1.7×1019 B.1.7×1015 C.2.3×1020 D.2.3×1016 √ 真题2 设样品每平方米载流子(电子)数为n，电子定向移动的速率为v，则时间t内通过样品的电荷量q＝nevtb，根据电流的定义式得I＝＝nevb，当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，则有evB＝e，联立解得U＝B，结合题图(b)可得k＝＝ V/T，解得n≈2.3×1016。故选D。 (2021·天津高考)霍尔元件是一种重要的磁传感器，可 用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、 长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系xyz，如图所示。 半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿＋x方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，沿＋y方向，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿－z方向。 (1)判断刚加磁场瞬间自由电子受到的洛伦兹力方向； 答案：沿＋z方向　 真题3 自由电子受到的洛伦兹力沿＋z方向。 (2)若自由电子定向移动在沿＋x方向上形成的电流为In， 求单个自由电子由于定向移动在z方向上受到洛伦兹力 和霍尔电场力的合力大小Fnz； 答案：e 设自由电子在x方向上定向移动的速率为vnx 由自由电子的电流微观表达式可得In＝neabvnx 单个自由电子所受洛伦兹力大小为F洛＝evnxB 霍尔电场力大小为F电＝eE 自由电子在z方向上受到的洛伦兹力和霍尔电场力方向相同，联立得其合力大小为Fnz＝F洛＋F电＝e 。 (3)霍尔电场建立后，自由电子与空穴在z方向定向移动的速率分别为vnz、vpz，求Δt时间内运动到半导体z方向的上表面的自由电子数与空穴数，并说明两种载流子在z方向上形成的电流应满足的条件。 答案：见解析 设Δt时间内在z方向上运动到半导体上表面的自由电 子数为Nn、空穴数为Np，则Nn＝nacvnzΔt ， Np＝pacvpzΔt 霍尔电场建立后，半导体z方向的上表面的电荷量就不再发生变化，则有Nn＝Np 即在任何相等时间内运动到上表面的自由电子数与空穴数相等，这样两种载流子在z方向形成的电流应大小相等、方向相反。 衔接教材　人教版选择性必修第二册P101·[拓展学习]除了之前我们接触的干簧管以外，霍尔元件也是一种重要的磁敏元件，它根据霍尔效应原理制成。1879年，美国物理学家霍尔观察到，在匀强磁场中放置一块矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体中能够自由移动的带电粒子在洛伦兹力的作用下，向着与电流、磁场都垂直的方向漂移，继而在该方向上出现了电势差(如图)。后来大家把这个现象称为霍尔效应，所产生的电势差称为霍尔电势差或霍尔电压…… 衔接分析　人教版选择性必修第二册P101·[拓展学习]介绍了霍尔元件的构造及工作原理、霍尔电压的概念，还有霍尔元件的应用等有关知识。而2024·江西高考题以设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子(电子)浓度为情境，考查了电流的定义式和微观表达式、霍尔电压及U -B图像等知识的综合应用问题；2021·天津高考题以霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中为情境，考查了霍尔元件工作过程中，自由电子所受磁场的洛伦兹力及霍尔电场的电场力的方向分析问题，同时还考查了自由电子与空穴两种载流子在z方向形成的电流的大小及方向间关系的分析问题。 返回 易错辨析 返回 易错点1.由于错误理解光敏电阻的特性致错 (多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻(光强越大，阻值越小)，当入射光强度增大时 A.电压表的示数增大 B.R2中电流增大 C.小灯泡的功率增大 D.电路的路端电压增大 √ √ 当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随R3的减小而减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，R1两端电压增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A正确，D错误；因路端电压减小，且R1两端电压增大，故R2两端电压必减小，则R2中电流减小，B错误；因干路电流增大，且R2中电流减小，可知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C正确。故选AC。 易错分析　本题容易错选B、D项，原因是误认为入射光强度增大时，光敏电阻R3的阻值增大，导致电路动态分析的结果是电压表的示数减小，R2中电流增大，小灯泡的功率减小，电路的路端电压增大。 易错点2.由于错误理解热敏电阻的特性致错 (多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高，电阻越小)，C为电容器。当环境温度降低时 A.电容器C所带电荷量增大 B.电压表的读数增大 C.电容器C两板间的电场强度减小 D.R1消耗的功率增大 √ √ 当环境温度降低时，R2的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝可知I变小，又U＝E－Ir，则电压表的读数增大，B正确；由P1＝I2R1可知，R1消耗的功率P1变小，D错误；电容器C两板间的电压U2＝U－IR1，可知U2变大，由E'＝，Q＝CU2可知，Q、E'都增大，A正确，C错误。故选AB。 易错分析 本题容易错选C、D项，原因是误认为当环境温度降低时，R2的阻值变小，导致电路动态分析的结果是电容器C所带电荷量减小，电压表的读数减小，电容器C两板间的电场强度减小，R1消耗的功率增大。 易错点3.不知道磁体不能吸引铜质材料致错 (多选)如图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。图乙为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两 者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是 A.触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的 B.触发器可以由铜制成 C.磁条的两极对调后，报警器仍然能正常工作 D.本装置是利用电流的磁效应工作的 √ √ 门关上时，磁条与主机刚好靠在一起，此时报警器不工作，说明电路是断开的，当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，报警器发出报警声，说明此时触发器内开关是闭合的，选项A正确；触发器与磁条之间存在磁力的作用，所以触发器不可能是铜制成的，因为铜没有磁性，选项B错误；无论磁条哪个磁极靠近触发器，都存在磁力作用，所以两极对调后，该报警器仍能正常工作，选项C正确；本装置是利用磁体能够吸引磁性物体的特点工作的，选项D错误。故选AC。 易错分析 本题容易错选B项，原因是不知道磁体不能吸引铜质材料，误认为触发器可以由铜制成。 易错点4.错误理解双金属片的弯曲方向与温度高低的关系致错 (多选)如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是 A.双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属 B.常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离 C.需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝上移 D.双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 √ √ 温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，因此双金属片上层金属的膨胀系数应大于下层金属，A错误，B正确；需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使双金属片虽发生弯曲也不使触点分离，应使升降螺丝下移，推动弹性铜片下移，C错误；利用双金属片热胀冷缩控制电路的通断，D正确。故选BD。 易错分析 本题容易错选A、C项，原因是错误理解双金属片的弯曲方向与温度高低的关系，误认为双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属。 返回 单元检测卷 返回 1.(2025·江苏盐城高二期末)下列关于传感器元件说法正确的是 A.图甲中当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关作用 B.图乙是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大 C.图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变大 D.图丁中当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 题图甲中当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用，故A正确；题图乙中当物体1向右发生微小位移时，铁芯插入线圈的长度变小，线圈自感系数变小，故B错误；题图丙中的光敏电阻，当强光照射时电阻变小，故C错误；题图丁中当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，故D错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 2.机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。则该机器人“眼睛”是 A.力传感器 B.光传感器 C.温度传感器 D.声音传感器 √ 遇到障碍物会绕开，说明是光传感器。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 3.(2025·四川自贡高二期中)目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域，关于传感器的应用，下列说法中错误的是 A.自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器 B.走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 C.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 D.热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器，故A正确；在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中既有声音传感器，又有光传感器，但红外报警装置是应用了红外线传感器，故B错误；光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，且随着光照强度的变化，其电阻会发生变化，故C正确；热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，且随着温度的变化，其电阻会发生变化，故D正确。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 4.(2025·山西太原高二月考)如图甲为热敏电阻 的R -t图像，如图乙为用此热敏电阻R和继电器 组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电 阻为100 Ω。当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计。图乙中的“电源”是恒温箱加热器的电源。如果要使恒温箱内的温度保持在100 ℃，则 A.应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，R'的阻值为260 Ω B.应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，R'的阻值为260 Ω C.应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，R'的阻值为300 Ω D.应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，R'的阻值为300 Ω √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 恒温箱内的加热器应接在A、B端，随着恒温箱内 温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电 流变大，当线圈中的电流大于或等于20 mA时， 继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持100 ℃，即100 ℃时线圈内的电流为20 mA，由闭合电路的欧姆定律得I＝，r为继电器的电阻，由题图甲可知，100 ℃时热敏电阻的阻值为50 Ω，所以R'＝－R－r＝300 Ω。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 5.如图甲为某同学设计的磁报警装置的示意图。R是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度变化的图线如图乙所示。R1和R2为两个电阻箱，a、b两端接报警器，当电压增大到某一值时，会触发报警器报警。下列说法正确的是 A.当R处的磁场增强时，电流表示数增大 B.当R处的磁场增强时，a、b两端的电压减小 C.增大R2的阻值，更容易触发报警器报警 D.增大R1的阻值，更容易触发报警器报警 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 当R处的磁场增强时，由R-B图像可知其阻值变大， 则电路的总电阻增大，由I＝可知总电流变小， a、b两端的电压为Uab＝E－I(r＋R1)，则a、b两端 的电压增大，故B错误；根据并联分流可知，电流表示数为IA＝I－，总电流I变小，而变大，则电流表示数减小，故A错误；因Uab越大越容易触发报警器报警，而增大R2的阻值，总电阻增大，总电流变小，内阻r和R1的电压变小，可知a、b两端的电压变大，故更容易触发报警器报警，故C正确；增大R1的阻值，总电阻增大，总电流变小，此时a、b两端的总电阻不变，则a、b两端的电压变小，要触发报警器报警更难，故D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 6.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中的一氧化碳浓度的检测，它的电阻阻值随一氧化碳浓度的变化而变化。在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同阻值，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针位置就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出了电导(电阻的倒数)—一氧化碳浓度曲线，如图乙所示。下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图像正确的是 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由题图乙可得＝kc，k是图像斜率。又根据闭合电路的欧姆定律得，电压表示数U0＝E＝E，由数学知识可知，当U0增大时，c增大，c与U0是非线性关系，c -U0图像是曲线。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 7.(2025·浙江温州市高二期中)某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形磁铁的左、右两端分别连接 两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁体可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是 A.小车向右做匀速直线运动的过程中，电流表示数变大 B.小车向右做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 C.小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中，电流表示数变大 D.小车向左做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 小车向右做匀速直线运动的过程中，磁体没有加速度， 受力平衡，与磁敏电阻距离保持不变，磁敏电阻阻值 不变，电路中电流不变，A错误；当小车向右匀减速 时，磁体具有向左的加速度，受到的合力向左，故左 侧的弹簧拉伸，右侧的弹簧压缩，因为小车做匀减速直线运动，故加速度恒定，弹簧形变量保持不变，磁体与磁敏电阻距离保持不变，磁敏电阻阻值不变，电路中电流不变，电压表示数不变，B错误，同理D错误；当小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中，磁体具有向左的加速度，受到的合力向左，故左侧的弹簧拉伸，右侧的弹簧压缩，因为磁体加速度逐渐增大，故弹簧形变量逐渐增大，磁体向右远离磁敏电阻R，R阻值减小，电路中的电流增大，电流表的示数变大，C正确。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 8.如图为气体酒精浓度测试仪的原理图，R1为气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，R0为报警器的电阻(阻值不变)，R0大于电源内阻，当报警器两端的电压达到一定值时，报警器报 警。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为U0，调零后R2的滑片位置保持不变。测试时，当气体酒精浓度达到酒驾指定浓度时，电压表示数增大为U，报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是 A.当R1两端的电压减小(U－U0)时，报警器开始报警 B.电源的输出功率增大 C.移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小 D.若不小心将R2的滑片向下移了一些，报警时气体酒精浓度比指定的浓度大 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 根据题意可知R1、R2及电源内阻总的电压减小(U－ U0)时，报警器才开始报警，A错误；当外电阻等于 电源内阻时，电源的输出功率最大，R1变小，由于 R0大于电源内阻，因此外电阻减小，电源的输出功率变大，B正确；移去电压表，报警器部分的电阻变大，两端要达到报警时的电压，气敏电阻的电阻必须更大，因此报警时气体酒精浓度比指定的浓度小，C正确；若不小心将R2的滑片向下移了一些，则报警时传感器的电阻比正常设计报警时的电阻大，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小，D错误。故选BC。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 9.(2025·河北唐山高二期中)如图是某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R2为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R1为定值电阻，A为理想电流表，电源不计内阻。若发现电流表示数增大，可能的原因是 A.热敏电阻温度降低，其他条件不变 B.热敏电阻温度升高，其他条件不变 C.光照减弱，其他条件不变 D.光照增强，其他条件不变 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 当热敏电阻温度降低，其他条件不变时，热敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，干路电流增大，即电流表的示数增大；同理可得当热敏电阻温度升高，其他条件不变时，电流表的示数减小，故A正确，B错误。当光照减弱，其他条件不变时，光敏电阻阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，即电流表的示数减小；同理可得当光照增强，其他条件不变时，电流表的示数增大，故C错误，D正确。故选AD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 10.有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)。不计踏板的质量，已知电流表的量程为2 A，内阻 为1 Ω，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，R随压力F变化的函数式为R＝30－0.01F(F和R的单位分别为N和Ω)。下列说法中正确的是 A.该秤能测量的最大体重是2 600 N B.电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小 C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的0.375 A处 D.该秤可以通过电路规律转换成F＝3 200＋(F和I的单位分别为N和A)关系进行刻度转换 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 电路中最大电流为2 A，由闭合电路的欧姆定律得E＝ I(r＋R＋rA)，解得压力传感器的最小阻值为Rmin＝4 Ω， 由R随压力F变化的函数式为R＝30－0.01F，可得压 力最大为Fmax＝2 600 N，即该秤能测量的最大体重是2 600 N，故A正确；由E＝I(r＋R＋rA)，R＝30－0.01F，可得E＝I(r＋30－0.01F＋rA)，可知电流表G的量程越大，I越大，则能测量的最大体重越大，故B错误；踏板空载时，F＝0，R＝30 Ω，由E＝I(r＋R＋rA)，解得I＝0.375 A，故C正确；由E＝I(r＋30－0.01F＋rA)，代入E＝12 V，r＝1 Ω，rA＝1 Ω，变形得F＝3 200－(F和I的单位分别为N和A)，故D错误。故选AC。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 11.(8分)(2025·湖南湘西高二期中)某同学用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，温度过高时电铃报警。电路如图所示。请完成以下问题： (1)图中的甲是______。 A.随温度升高电阻阻值增大的热敏电阻 B.随温度升高电阻阻值减小的热敏电阻 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 由题意，正常情况绿灯亮，此时电磁继电器不工作，即电磁铁磁性较小，通过电磁铁的电流较小，所以在正常温度时，甲的电阻较大；当温度过高时，甲的电阻应减小，从而使通过电磁铁的电流增大，使电磁继电器工作，所以题图中的甲是随温度升高电阻阻值减小的热敏电阻。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点。为了安全起见，要求在温度更低一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器的滑片往______ (选填“左”或“右”)移动一点。 右 要求在温度更低一点时就开始报警，需要电流在温度更低一点就达到原先报警时的电流，则需要减小滑动变阻器接入电路的阻值，调节滑动变阻器的滑片往右移动一点。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 12.(8分)(2025·黑龙江哈尔滨高二月考)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 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 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所示，根据表中已知数据，在如图甲所示的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图甲可求出照度为0.6 lx时的电阻约为______kΩ。 2.8 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 从题图甲中可以看出当照度为0.6 lx时，光敏电阻的阻值约为2.8 kΩ。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (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_______ (选填“AB”或“BC”)之间。 AB 当天亮时，光敏电阻的阻值变小，回路中电流增大，衔铁被吸下来，此时触片和下方接触，路灯应该熄灭，所以路灯应接在AB之间。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 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源E1＝5 V，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0＝30 Ω。当线圈中的电流大于或等于50 mA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像。 (1)由图乙可知，当环境温度为80 ℃时，热敏电阻的阻值为_____Ω。 由题图乙可知，当环境温度为80 ℃时，热敏电阻的阻值为30 Ω。 13.(12分)(2025·山东东营高二期末)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(虚线框内的连接没有画出)。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 30 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻的阻值将__________(选填“增大”“减小”或“不变”)，继电器的磁性将__________(选填“增强”“减弱”或“不变”)。 由题图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻的阻值将减小，流过继电器的电流增大，磁性增强。 减小 增强 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (3)图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱________(选填“A”或“B”)相连。 由于继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮，所以题图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (4)当环境温度大于或等于_________________℃时，警铃报警。 当线圈中的电流大于或等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。根据闭合电路的欧姆定律得E1＝I(R0＋R)，解得R＝70 Ω此时温度为38 ℃，则环境温度大于等于38 ℃时，警铃报警。 38(36～39均可) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 14.(13分)(2025·四川成都高二月考)某物理兴趣小组制作了一个简易电子体温计，其结构如图1所示。 (1)兴趣小组测出某种热敏电阻的I -U图像如图2所示，那么他们选用的应该是下图______ (选填“甲”或“乙”)电路，由图2可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而________ (选填“增大”或“减小”)。 乙 减小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 由题图2可知，电压、电流从0开始变化，则电路采用分压式接法，即乙电路；由题图2可知，电压与电流的比值越来越小，即热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)按图3所示的电路测量热敏电阻t ℃时的电阻Rt。小明将单刀双掷开关分别打到a处和b处，通过观察分析，发现电压表示数变化更明显，由此判断开关打到_____ (选填“a”或“b”)处时进行实验系统误差较小。 a 将单刀双掷开关分别打到a处和b处，通过观察分析，发现电压表示数变化更明显，说明电压表分流影响小，电流表应该采用外接法，即开关打到a。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (3)小明为了消除系统误差，他设计用电流计G和电阻箱替代电压表，电路如图4所示。实验绘制出了 -R箱图像如图5所示，斜率为k，纵截距为b， R箱为电阻箱阻值读数，I为电流表示数，Ig为电流计示数，则Rt＝_______。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 由并联电路电压相等得(Rg＋R箱)Ig＝Rt(I－Ig) 化简得＝R箱＋ 则k＝ 解得Rt＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (4)热敏电阻的阻值随温度的变化如图7所示，在设计的电路中(如图6所示)，已知电源电动势为5.0 V(内阻不计)，电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动(导通)电压为3.0 V，即发光二极管两端电压U≥3.0 V时点亮，同时电铃发声。实验要求当热敏电阻的温度高于38 ℃时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻_______ (选填“R1”或“R2”)为定值电阻，其阻值为_____Ω(结果保留2位有效数字)。 R2 60 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压U≥3.0 V时点亮，则R2分压随总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，可知R1为热敏电阻，R2为定值电阻。由题图7可知，当温度为38 ℃时，热敏电阻的阻值R1＝40.0 Ω。由闭合电路的欧姆定律得＝ 解得R2＝60 Ω。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 15.(13分)在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度ω，结构如图所示，当系统绕轴OO'转动时元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长 为l0，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为l，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器触头P在中点，与固定接头Q正对。当系统以角速度ω转动时，求： (1)弹簧形变量x与ω的关系式； 答案：x＝ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 由圆周运动规律知 kx＝mω2R＝mω2(l0＋x) 即kx－mω2x＝mω2l0 解得x＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (2)电压表示数U与角速度ω的关系式。 答案：U＝ 由串联电路的规律知U＝E＝。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 谢 谢 观 看 第五章 传感器 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 $