第二、三、四节 传感器应用（分层作业）物理粤教版选择性必修第二册

第二、三、四节 传感器应用 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、传感器的应用 1 考点二、用传感器制作自动控制装置 4 【拓思维·重难突破】 9 【链高考·精准破局】 13 考点一、传感器的应用 1.B 2.C 3.B 4.D 5.D 6.【答案】(1)增大 (2)AB (3) 200 增大 【详解】（1）由图乙可知，此光敏电阻的阻值随光照强度的减小而增大 （2）当照度减小时，光敏电阻阻值变大，电磁铁线圈电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路通路，故应将照明电路连接到AB端 （3）[1]根据丙图，照度为时，光敏电阻阻值为7.6kΩ，若此时回路电流刚好为5mA，根据欧姆定律有 代入数据得 [2] 如果提高路灯自动亮起时的光照强度, 则光敏电阻阻值减小，要使上式中括号内的总电阻不变，应将电阻箱的阻值增大。 7.【答案】(1)R1 (2)2 (3)55 【详解】（1）本实验采用如图乙的电路连接方式，即滑动变阻器采用分压式接法，则滑动变阻器应选用阻值较小的R1； （2）因电压表的内阻远大于热敏电阻的阻值，则应该采用电流表外接法，即可较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于2位置； （3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，此时电压表示数为1V，对应的电流表最小刻度为0.01A，则示数为0.200A，由此可得此时热敏电阻的测量值为 当热敏电阻阻值为5Ω时，结合图线可得其对应的温度为55℃。 考点二、用传感器制作自动控制装置 8.D 9.D 10.【答案】 增大 不变 > 偏小 【详解】（1）[1][2]当金属板右端受到向下的力时，上表面被拉伸，应变片的电阻变大，下表面被压缩，应变片的电阻变小。电阻大小随F的变化关系均为 可知的阻值不变。 （3）[3]当金属板受力为零时，闭合开关，将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，使电压传感器的示数为零，可知、两点电势相等；当金属板右端受到向下的力时，的电阻变大，的电阻变小，故两端电压增大，点电势升高，电压传感器的示数 （4）[4]因为且阻值不变，则、所在支路电流大小不变，设电源负极为电势零点，则点电势 点电势 电压传感器示数 可知图线斜率 解得 （5）[5]使用一段时间后，电源的内阻增大，导致电流变小，两端电势差相比电源没有内阻时减小，减小，电压传感器示数偏小，则体重秤的测量结果偏小。 11.【答案】(1) 9.5 (2) 800 40 【详解】（1）①[1]电路连接，热敏电阻阻值相对于电流表内阻较大，采用电流表内接法，滑动变阻器阻值较小，并要求电压从零开始连续调节，采用分压式接法，电路图连接如下 ②[2]电压表读数：选择的是15V量程，每小格0.5V，读数为9.5V。 （2）①[1]电桥平衡时，有 解得 ②[2]根据公式 可得 12.【答案】(1) (2) 随光照强度增加而减小 (3) 减小 【详解】（1）由于本实验滑动变阻器采用分压式接法，电流表选用外接法，所以实验电路原理图如图所示 （2）[1]根据表中数据绘制Rx-光照强度关系图线，如图所示 [2]由图可知，光敏电阻的阻值随光照强度增加而减小。 （3）[1]A、B两点间电压为 [2]光照强度较大时，光敏电阻阻值Rx较小，若要让蜂鸣器开始报警，则需要减小R0，从而增大A、B两点间电压，触发报警。 13.【答案】(1) a 减小 (2) (3) 调大 【详解】（1）[1]实验电路中滑动变阻器采用分压式接法，为了保护用电器，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于a端，使测量部分电路两端电压为0； [2]根据欧姆定律可知，二极管电阻随电压增大而迅速减小。 （2）当正常工作时，衔铁被电磁铁吸下，机床电路处于接通状态。当光电二极管被遮挡时，b、e之间电压迅速减小，电磁铁电流减小，衔铁被弹簧拉起，机床停止工作。故电路如图所示 （3）[1]机床正常工作时，b、e之间电压应大于0.7V，分压小于5.3V，所以接入电路的电阻应大于，故选用最大阻值为的滑动变阻器。 [2]当没有遮挡时，光电二极管电阻为零，电磁继电器无磁性，说明两端的电压小于0.7V，为使此时电压大于0.7V，需要调大。 14.【答案】(1)最大 (2) (3)升高 【详解】（1）为了保护电路，开始时滑动变阻器的触头应置于阻值最大处。 （2）由图（b）可知报警温度为40，热敏电阻的阻值约为 （3）令报警器开始工作的最小电流为，电路中除热敏电阻外的其它电阻的阻值总共为，有 若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则增大，为了达到最小电流，热敏电阻阻值需要减小，由图（b）可知热敏电阻阻值随温度升高而减小，故报警温度升高。 15.C 16.C 17.D 18.D 19.AC 20.【答案】 见解析 1.9 28 1.2 【详解】（1）[1]为了使得测量范围广泛一些，滑动变阻器由用分压式， 电压表可视为理想表， 所以测量电路用电流表外接法。连线如图所示    （2）[2]由部分电路欧姆定律得 （3）[3]由图可知，温度为。 （4）[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，热敏电阻分得电压减少，而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所以为热敏电阻。 [5]由图线可知，温度为时，，由欧姆定律可得 ， 代入数据解得 21.【答案】(1)100Ω (2)0.018W (3)指针偏转越大，对应的温度越低，同时温度刻度不均匀。 【详解】（1）温度为0℃处，则 （2）当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率 （3）根据 则可知指针偏转越大，对应的温度越低，同时电流与温度不成正比，所以刻度不均匀。 22.D 23.【答案】 乙 38.0 70.2 匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确 【详解】（1）[1]由闭合电路的欧姆定律可得电路中电流 可得 （2）[2]由图（b）可知，图线乙在相同的变化区间，变化范围更大，即图线乙对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 （4）[3][4]结合表格数据分析，可知测量的绝对误差最大和最小对应的测量温度分别为和。 [5]误差的主要来源除去涉及元器件的精度和稳定性之外，可能是匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确。 24.【答案】(1) 断开 (2) 丙 0.4 【详解】（1）①[1]用欧姆表测量热敏电阻的阻值时应该让热敏电阻与电源断开，即开关S应该断开； ②[2]由题意可知要串联的热敏电阻的阻值应该随温度的增加而快速增加，从而抑制电路中电流的增加，由图可知热敏电阻R1在温度65℃左右电阻异常变化较大，则为防止用电器用电器故障引起电流异常增加，可串联一个热敏电阻与R1具有相同温度特性的热敏电阻； （2）①[1]要验证的关系为 可得 则只需要测量滑块经过两光电门时的速度和两个光电门间的竖直高度差，即甲乙同学的方案可行，丙同学的方案不可行； ②[2]滑块经过光电门的速度为 25.【答案】(1)非线性 (2)a (3)130.0 (4)210.0 【详解】（1）根据图1可知热敏电阻的阻值随温度的变化关系是非线性的。 （2）根据图1可知温度升高，热敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律可知流过电磁铁线圈的电流变大，衔铁与下固定触头b接触，此时加热电阻丝电路部分断开连接，停止加热，可知图2中加热电阻丝的c端应该与触头a相连接。 （3）由图3可知电阻箱接入电路的阻值为 （4）根据（3）可知，当温度为时，热敏电阻的阻值为，电阻箱接入的电阻为，当温度为时，热敏电阻的阻值为，要使得电流值不变，则在电流为时，控制电路的总电阻不变，则此时电阻箱的电阻为 26.【答案】(1)负极 (2) A（D或C） A D或C（B） 减小 (3)增大 【详解】（1）根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，说明二极管反向截止即连接电源负极。 （2）[1][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路，故接滑动变阻器A接线柱，若接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D,接滑动变阻器B接线柱符合题意；若接滑动变阻器A，接线柱接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D，柱符合题意。 [4]由图像可知，随光照强度增加，I-U图像斜率增大，所以电阻减小。 （3）三极管未导通时，与串联。随着光强增强，电阻减小，此时三极管仍未导通，说明分压小，故需要增大。 27.【答案】 C 3 1.8 【详解】[1] A．电路A，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实现电路的控制，故A错误； B．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热。故B错误； C．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热。故C正确。 故选C。 [2]由热敏电阻在不同温度时的阻值表可知，的阻值为 由题意可知 解得 [3] 时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为，此时1、2两点间的电压为则1、2两端的电压小于1.8V时，自动关闭加热系统。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二、三、四节 传感器应用 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、传感器的应用 1 考点二、用传感器制作自动控制装置 4 【拓思维·重难突破】 9 【链高考·精准破局】 13 考点一、传感器的应用 1．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图，图中电路元件为光敏电阻，其阻值随外部环境光照强度减小而增大，为定值电阻，屏幕亮度由灯泡调节。则当光照强度减小时（　　） A．屏幕变亮 B．消耗的功率增大 C．电源的效率减小 D．流过电源的电流增大 2．图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图，将一根细金属丝置于圆柱形通道内，设定其工作温度恒为T1。风速仪正常工作时，接通电路，金属丝升温到T1，风流过通道，会带走部分热量，风速仪通过控制电路改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度T1不变。风速仪通过测量金属丝两端的电压、进入通道时风的温度t0，从而实现对风速的测量。已知风速越大，金属丝与风的温度之差越大，单位时间内风带走的热量越多。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变，下列说法正确的是（    ） A．当t0不变，所测风速增大时，金属丝两端的电压减小 B．当风速不变，t0越高时，金属丝两端的电压越大 C．若风速仪测得的电压和t0均变大，可判断风速变大 D．若工作温度T1增大，风速仪测得的电压和t0均不变，可判断风速变大 3．如图为霍尔元件的示意图 ，霍尔电压U与电流I和磁感应强度B的关系可用公式 表示，其中叫该元件的霍尔系数。若该材料单位体积内自由电荷的个数为n，每个自由电荷所带的电荷量为q。说法正确的是（　　） A．霍尔元件上表面电势一定高于下表面电势 B．式中霍尔系数可表示为 C．霍尔系数的单位是 D．公式中的d指元件上下表面间的距离 4．磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的有（    ） A．甲中回旋加速器加速带电粒子的最大速度与回旋加速器的加速电压有关 B．乙中不改变质谱仪各区域的电场和磁场时击中照相底片同一位置的粒子质量相同 C．丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图所示磁场时，M侧带负电荷 D．丁中的电磁流量计加上如图所示磁场，则N侧电势高，离子的流量与a、b无关 5．如图所示，一电路通过热敏电阻实现自动控制电灯亮度，电源的电动势为，内阻为，为热敏电阻，、和灯泡的电阻均保持不变。查阅资料知：热敏电阻分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两类，PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增大，NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而减小。下列说法正确的是（　　） A．若环境温度升高时，电流表示数减小，则为NTC热敏电阻 B．若环境温度升高时，电流表示数减小，则两端的电压减小 C．若环境温度升高时，电流表示数增大，则灯泡的功率增大 D．若环境温度升高时，电流表示数增大，则流过灯泡的电流减小 6．如图甲所示为新农村街道的太阳能路灯，某实验小组想利用光敏电阻对路灯进行自动控制。已知光敏电阻在不同光照强度下的阻值如图乙所示，光照强度的单位为勒克斯（lx）。 (1)由图乙可知，此光敏电阻的阻值随光照强度的减小而________（填“增大”“不变”或“减小”）。 (2)该小组利用此光敏电阻设计可以实现路灯自动在夜晚打开、在白天关闭的电路。已知锂电池的电压为、内阻不计，当电磁铁线圈中的电流大于时，电磁铁向下吸合衔铁，弹片和触点接通，路灯熄灭；当电磁铁线圈中的电流小于时，电磁弹簧将向上拉起衔铁，弹片和触点接通，路灯亮起（太阳能电池给路灯供电），则在图丙中，路灯应连接在________（填“”或“”）两端，请在原有电路和器材的基础上，用笔画线代替导线连接图丙中的实物电路，实现光照自动控制太阳能路灯的亮灭。 (3)电磁铁线圈的阻值为，当光照强度低于时路灯要自动亮起，则电阻箱的阻值应调到________，如果提高路灯自动亮起时的光照强度，应________（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。 7．热敏电阻是温度传感器的核心元件，某金属热敏电阻说明书给出的阻值R随温度t变化的图线如图甲所示，现有一课外活动小组利用该金属热敏电阻测量温度，提供实验器材如下： A．直流电源，电动势E=3V，内阻不计 B．电压表，量程3V，内阻约5kΩ C．电流表，量程0.3A，内阻约10Ω D．滑动变阻器R1，最大阻值5Ω E.滑动变阻器R2，最大阻值2kΩ F.被测热敏电阻Rt G.开关、导线若干 (1)本实验采用如图乙的电路连接方式，滑动变阻器RP应选用_____（填“R1”或“R2”）； (2)结合所供实验器材，为较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于_____（填“1”或“2”）位置； (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，此时电压表示数为1V，对应的电流表示数如图丙所示，由此得此时热敏电阻对应的温度为_____℃（结果保留两位有效数字）。 考点二、用传感器制作自动控制装置 8．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。其简化结构如图所示，质量为的元件与轻质弹簧连接，可在杆上自由滑动，弹簧的自然长度为、劲度系数为，电源电动势为、内阻不计，滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，系统静止时在点，不计一切阻力，当系统绕轴以角速度转动时，元件发生位移并输出相应的电压信号，则（　　） A．电路中电流随角速度的增大而增大 B．输出电压随角速度的增大而减小 C．弹簧的伸长量为 D．输出电压与的函数式为 9．传感器是把非电学量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学量（如电压、电流、电阻等）的一种元件或装置。如图所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（　　） A．图甲中两极板所带电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小 B．图乙中两极板所带电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小 C．图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变大 D．图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大 10．体重秤的核心部件力传感器的简要原理如图（a）所示，金属板的上下两侧各贴有电阻应变片，；金属板左端固定，在金属板右端施加向下的力时，金属板向下弯曲，使两电阻应变片被拉伸或压缩形变，电阻发生改变。已知在日常体重测量范围内，金属板上下所贴电阻应变片的阻值变化量的绝对值。与金属板受力的大小F的关系均为，其中λ为常量。某同学利用该力传感器和电压传感器将力信号转化为电信号，制作了简易的体重秤。如图（b）所示，电源电动势为E，内阻不计；、为两电阻应变片，在金属板不受力时阻值均为R，R3为定值电阻，为滑动变阻器；电压传感器内阻很大。回答下列问题： （1）当金属板右端受到向下的力时，的阻值________，的阻值________；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）当金属板受力为零时，闭合开关，将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，使电压传感器的示数为零； （3）当金属板右端受到向下的力时，电压传感器的示数_________0（选填“>”“<”或“=”） （4）将不同质量的物体放在体重秤上，记录对应的电压传感器示数，列出表格并在坐标纸上画出了U-m图像，如图（c）所示。若图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则_______（用E、R、k、g表示）； （5）体重秤使用一段时间后，电源的内阻增大，以致不可忽略，则体重秤的测量结果将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 11．某科研团队为深海探测器设计了一套高精度温度监测系统，其核心传感元件是一个负温度系数的热敏电阻，当温度升高时，其阻值减小。首先测量该热敏电阻在深海常温（4℃）下的基准阻值，然后对整个测温系统进行组装和校准。 (1)测量该热敏电阻在深海常温下的基准阻值，实验室提供了如下实验器材：直流稳压电源（恒压输出12V）；电流表（量程0~30mA，内阻约为0.5Ω）；电压表（量程0~3V/15V内阻约1kΩ/5kΩ）；滑动变阻器（最大阻值为30Ω）；待测热敏电阻（深海常温下阻值约几百欧）；开关S、导线若干。请完成以下实验操作与分析： ①为使电压从零开始连续调节，请在图甲中用笔连线，将电路补充完整____； ②合上开关S，通过改变滑动变阻器的触头位置，记录多组电压表与电流表的读数。某次测量时，电压表的示数如图乙所示，读数为______V； ③完成数据采集后，通过数据处理，最终确定该热敏电阻的基准阻值为400Ω。 (2)测温系统进行组装和校准：该团队将热敏电阻集成到探测器的测温电桥模块中，核心电路如图丙所示，主要元件有调零电阻（可变电阻器）、传感元件（即前述热敏电阻）、参考电阻、。当探测器所处环境温度改变时，的阻值随之变化，引发电桥输出端、之间产生电压，该电压信号经转换后，可标定为温度变化量，标定公式为（为灵敏度，数值为5℃/Ω，为相对于基准阻值的变化量）。请完成以下分析与计算： ①在深海常温下，为使电桥初始输出为零（即），需将调整至某一特定阻值，该特定阻值为______Ω； ②若，依据标定公式，______℃。 12．光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化，利用伏安法测量其阻值，可研究其特性并应用于传感器设计。某同学想制作一个光强报警器，先用伏安法测定光敏电阻的阻值，可供选择的器材如下： 光敏电阻Rx（阻值约几十欧）、直流电源（0~12V可调）、电流表（量程0~100mA，内阻约0.5Ω）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~10Ω）、开关、导线若干、光照强度可调的光源（标注单位：Lx） (1)该同学根据提供的器材，选择分压式电路进行实验，电流表选择了外接法，请用笔画线代替导线在图甲中帮助该同学完成实验电路原理图_______。 (2)正确连接实验电路后，该同学用不同光照强度的光照射光敏电阻，得到对应的电压表、电流表示数，并计算出对应的阻值，相关数据如表中所示。 光照强度（Lx） 电压U（V） 电流I（mA） 阻值Rx（Ω） 10 1.20 15.0 80.0 50 1.50 30.0 50.0 100 1.80 45.0 40.0 200 2.10 60.0 35.0 请根据表中数据在图乙中绘制Rx-光照强度关系图线_______，根据作出的图线可知光敏电阻的阻值_______。 (3)该同学利用该光敏电阻制作报警器，设计的报警电路如图丙所示，R1为保护电阻，光敏电阻Rx与定值电阻R0=20Ω串联，闭合开关S，当光照强度低于50Lx时，蜂鸣器开始报警，则此时A、B两点间电压为UAB=_______V。若要在光照强度较大时报警，则R0需要_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 13．工人操作机床工作时，稍有不慎就会伤及操作工人的手。某实验小组设计了一个光控继电器自动切断电路。如图甲所示，光电二极管在有光照的时候二极管导通（电阻为0），没光照时，二极管截止（电阻无穷大）。K为电磁继电器的线圈，S为它的常开触点，通过电磁继电器可启、关闭机床的供电电路。二极管D提供继电器自感电流释放的通路，从而保护其它元件。当三极管b、e之间电压大于0.7V时，c、e之间电阻可认为近似为零，当b、e之间电压小于0.7V时，c、e之间电阻可认为是无限大。无论b、e之间电压为多大，均可认为电流不会从b流向f。系统工作时，当工人不慎将手伸向危险区域时，由于遮挡光线，光控继电器衔铁立即切断机床的供电电路。 (1)该实验小组探究不同电压下二极管D的电阻变化规律，图乙为测量电路图，按图乙接好电路；滑动变阻器滑片先置于__________（填“a”或“b”）端，再接通开关，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数I和电压表示数U；根据实验数据得到如图丙所示曲线，从曲线可知，电压在范围内，二极管D的电阻随电压的增大而__________（填“增大”或“减小”）。 (2)为了实现自动控制，请在图丁中用笔画线代替导线，把电磁继电器接入到图甲所示电路中的相应节点上，a、c、h、i对应节点已经在图丁中标出__________。 (3)已知定值电阻阻值为，则应选最大阻值为__________（填“”“”或“”）的滑动变阻器；控制电路和工作电路接通正常，没有遮挡，机床无法正常工作，应把__________（填“调大”或“调小”） 14．某实验小组设计了一个“温度升高自动报警电路”，如图（a）所示，将热敏电阻放置于需要探测温度的地方，热敏电阻与报警器串联接入回路，当温度升高时，感温元件热敏电阻的阻值减小，回路中电流随之增大，当增大到一定值时，报警器便开始工作。这就实现了将温度这个热学量转化为电学量，从而控制报警器报警的目的。实验装置有输出电压为6的直流电源、电流超过2.6时报警的报警器、最大阻值为1750的滑动变阻器、单刀双掷开关、最大阻值9999的电阻箱、热敏电阻的电阻温度特性如图（b）所示。完成该实验的如下操作和分析。 (1)开始时滑动变阻器的触头应置于阻值__________（选填“最大”或“最小”）处； (2)若预设的报警温度为40，则该温度下热敏电阻的阻值约为__________Ω（结果保留2位有效数字）； (3)调节电阻箱的阻值为该阻值，打开电源开关，再将单刀双掷开关置于电阻箱端，缓慢改变滑动变阻器阻值，直到报警器恰好响起。将单刀双掷开关置于热敏电阻端，这样就实现了温度升高至预设温度时自动报警的目的；若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则报警温度将__________（选填“升高”、“降低”、或“不变”）。 15．如图所示为电饼铛自动控温电路。电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是温度传感器(可等效为可变电阻)。温度越高，温度传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热；当a、b两端的电压小于(、为定值)时，控制开关断开停止加热。下列说法正确的是（　　）      A．为温度传感器 B．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越低 C．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越高 D．< 16．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　） 照度/Lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/ 75 40 24 20 18 15 A．为定值电阻，为光敏电阻 B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大 C．若将定值电阻的阻值变为，该天后照明系统即可工作 D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越长 17．小涂同学设计了一个如图所示的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。和分别是理想变压器的两个线圈的匝数。温度传感器用于防止吹热风时温度过高而发生事故。假设该电吹风的各项参数如下表所示。则（　　） 热风时输入功率 450W 冷风时输入功率 50W 小风扇额定电压 50V 正常工作时小风扇输出功率 42W A．吹热风时，触片P应与触点b、c接触 B．这里的温度传感器可用干簧管代替 C．理想变压器原副线圈的匝数比 D．小风扇工作时突然被卡住不转动，则理想变压器的输入功率极有可能为0 18．如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移，测量时需在接线柱之间连接合适的电源和电流表。下列说法正确的是（　　） A．电源可以使用直流电源 B．若将软铁芯2换成铜芯，传感器依然可以工作 C．当物体1向右移动时，线圈的自感系数增大 D．当电流表的示数增大时，物体1向右移动 19．（多选）关于下列仪器的原理说法正确的是（　　）    A．当有烟雾进入火灾报警器时，由于油雾颗粒对光的散射，光电三极管将接收到光信号，从而触发火灾警报 B．红外体温计是根据物体的温度越高发射的红外线波长越长的原理进行工作的 C．超声波测速仪是利用了多普勒效应，汽车驶向测速仪的速度越大，测速仪接收到的反射波频率就越高 D．钳形电流表既可以测交变电流的大小，也可以测恒定电流的大小 20．已知一热敏电阻当温度从升至时阻值，从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源、开关、滑动变阻器（最大阻值为）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为）      （1）在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图_______ （2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和，则此时热敏电阻的阻值为______（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示； （3）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为。由图（a）求得，此时室温______（保留2位有效数字）。 （4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示，图中，为直流电源（电动势为，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为，则图中______（填“”或“”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为______（保留2位有效数字）。 21．研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示。图中电流表的量程为（不计其电阻），电源电压恒为，为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在℃时，其阻值随温度t的变化关系为（单位：）。 (1)若要把放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程，即电流为，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为多大？ (2)保持（1）中滑动变阻器接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大？ (3)若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘，则温度刻度的特点是什么？ 22．（2024·北京·高考真题）如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 D．若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 23．（2025·江西·高考真题）热敏电阻的阻值随温度的变化而改变，通过建立温度与热敏电阻两端电压的关系，可制作一简易的温度传感器，进而实现温度测量。如图（a）所示，为热敏电阻，为匹配电阻，电源电动势为E（内阻不计），数字电压表（内阻视为无穷大）用于测量热敏电阻两端的电压。 （1）由图（a）可得的表达式为_____。 （2）已知某热敏电阻从升温到时，其阻值从单调减小到。为了合理配置的阻值，用电阻箱代替该热敏电阻进行实验。经数据处理得到不同值对应的关系图线，如图（b）所示，分析可知应选图线_____对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 （3）选定匹配电阻后，按图（a）连接电路，改变热敏电阻的温度T，测量其两端的电压，并尝试用二次多项式进行数据拟合，得到温度与的关系。 （4）用已标定的温度传感器进行实验，记录数据，如下表所示，其中T为测量温度，为标准温度，。表中绝对误差最大和最小的测量温度值T分别为_____和_____。除涉及元器件的精度和稳定性之外，分析该温度传感器测量误差的主要来源：_____。 24．（2025·河北·高考真题）(1)某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。 ①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值，这时开关S应________（填“断开”或“闭合”）。 ②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻与温度t的关系分别对应图2中曲线。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻________（填“”或“”）具有相同温度特性。 (2)某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图3所示，当地重力加速度为g。 ①方案设计阶段，该小组同学对需要测量哪些物理量产生了不同意见。 甲同学：需测量滑块和遮光条的总质量、滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 乙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 丙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的距离。 你认为________（填“甲”“乙”或“丙”）同学的方案不可行。 ②如图3，光电门中光源与光敏管相对，光源发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，遮光条把光遮住，计时器记录遮光时间，可计算出滑块的速度。实验中使用的遮光条宽度，光电门宽度。某次测量时，记录通过光电门A的遮光时间为，则滑块经过光电门A的速度大小为________。 25．（2025·河南·高考真题）实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题： (1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是________（填“线性”或“非线性”）的。 (2)存在一个电流值，若电磁铁线圈的电流小于，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头________（填“a”或“b”）相连接。 (3)当保温箱的温度设定在时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为________。 (4)若要把保温箱的温度设定在，则电阻箱接入电路的阻值应为________。 26．（2024·河北·高考真题）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R（最大阻值）、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。 (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图（2），由此判断M端为二极管的____________（填“正极”或“负极”）。 (2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 ①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的____________、____________、____________接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而____________（填“增大”或“减小”）。 (3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应____________（填“增大”或“减小”）可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。 27．（2024·浙江·高考真题）在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻，在不同温度时的阻值如下表 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/（） 220 160 100 60 45 30 25 15 某同学利用上述热敏电阻、电动势（内阻不计）的电源、定值电阻R（阻值有、、三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于，现要求将室内温度控制在范围，且1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是___，定值电阻R的阻值应选___， 1、2两端的电压小于___V时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。 A．    B．   C． / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二、三、四节 传感器应用 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、传感器的应用 1 考点二、用传感器制作自动控制装置 4 【拓思维·重难突破】 9 【链高考·精准破局】 13 考点一、传感器的应用 1．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能。如图所示为该调节功能的模拟电路简图，图中电路元件为光敏电阻，其阻值随外部环境光照强度减小而增大，为定值电阻，屏幕亮度由灯泡调节。则当光照强度减小时（　　） A．屏幕变亮 B．消耗的功率增大 C．电源的效率减小 D．流过电源的电流增大 【答案】B 【详解】BD．当光照强度减小时，元件的阻值变大，电路总电阻变大，总电流减小，即流过电源的电流减小，两端电压等于路端电压 ，将增大，消耗的功率将增大，故B正确，D错误； A．根据并联分流 ，因总电流减小，中的电流增大（两端电压增大），所以通过灯泡中的电流将减小，屏幕变暗，故A错误； C．当光照强度减小时，元件的阻值变大，外电阻变大，电源的效率 ，变大，故C错误。 故选B。 2．图甲所示的是恒温式热线风速仪的结构示意图，将一根细金属丝置于圆柱形通道内，设定其工作温度恒为T1。风速仪正常工作时，接通电路，金属丝升温到T1，风流过通道，会带走部分热量，风速仪通过控制电路改变流过金属丝的电流维持金属丝的温度T1不变。风速仪通过测量金属丝两端的电压、进入通道时风的温度t0，从而实现对风速的测量。已知风速越大，金属丝与风的温度之差越大，单位时间内风带走的热量越多。金属丝电阻R随温度t变化的关系如图乙所示。假设空气密度始终不变，下列说法正确的是（    ） A．当t0不变，所测风速增大时，金属丝两端的电压减小 B．当风速不变，t0越高时，金属丝两端的电压越大 C．若风速仪测得的电压和t0均变大，可判断风速变大 D．若工作温度T1增大，风速仪测得的电压和t0均不变，可判断风速变大 【答案】C 【详解】A．当不变，所测风速增大时，单位时间内风带走的热量越多，为维持金属丝的温度T1不变，需增大流过金属丝的电流，所以金属丝两端的电压增大，故A错误； B．当风速不变，越高时，金属丝与风的温度之差越小，单位时间内风带走的热量越少，为维持金属丝的温度T1不变，需减小流过金属丝的电流，所以金属丝两端的电压变小，故B错误； C．若风速仪测得的电压和均变大，金属丝与风的温度之差变小，金属丝两端的电压需增大来维持金属丝的温度T1不变，可判断单位时间内风带走的热量变多，风速变大，故C正确； D．若工作温度T1增大，金属丝电阻变大，因风速仪测得的电压和均不变，故金属丝与风的温度之差变大，但金属丝产生热量减少，可判断风速变小，故D错误。 故选C。 3．如图为霍尔元件的示意图 ，霍尔电压U与电流I和磁感应强度B的关系可用公式 表示，其中叫该元件的霍尔系数。若该材料单位体积内自由电荷的个数为n，每个自由电荷所带的电荷量为q。说法正确的是（　　） A．霍尔元件上表面电势一定高于下表面电势 B．式中霍尔系数可表示为 C．霍尔系数的单位是 D．公式中的d指元件上下表面间的距离 【答案】B 【详解】A．霍尔电压的产生是由于运动电荷在磁场中受洛伦兹力发生偏转，导致上下表面积累电荷。若自由电荷为正，根据左手定则，正电荷向某一表面偏转；若为负电荷，如金属中的电子，偏转方向相反，因此上表面电势不一定高于下表面，故A错误； B．当自由电荷受力平衡时，为上下表面间距， 为前后表面间距， 结合电流微观表达式 联立推导可得霍尔系数，故B正确； C．由 单位为，单位为，故单位为，并非，故C错误； D．公式中是垂直于电流和磁场方向的横截面积边长，而非上下表面距离，故D错误。 故选B。 4．磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的有（    ） A．甲中回旋加速器加速带电粒子的最大速度与回旋加速器的加速电压有关 B．乙中不改变质谱仪各区域的电场和磁场时击中照相底片同一位置的粒子质量相同 C．丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图所示磁场时，M侧带负电荷 D．丁中的电磁流量计加上如图所示磁场，则N侧电势高，离子的流量与a、b无关 【答案】D 【详解】A．图甲中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有 可得，最大动能为 可知，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A错误； B．图乙中，在加速电场有 在速度选择器中有 在偏转磁场中有 解得 可知，乙中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中照相底片同一位置的粒子比荷相同，故B错误； C．图丙中，自由电荷为负电荷，由左手定则可知，负电荷向N板偏转，则N侧带负电荷，故C错误； D．丁中由左手定则可知，带正电的粒子向N板偏转，带负电的粒子向M板偏转，则N侧电势高，经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力的作用会向前后两个金属侧面偏转，在前后两个侧面之间产生电场，当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力相等时流量Q恒定 流量 即离子的流量与a、b无关，故D正确。 故选D。 5．如图所示，一电路通过热敏电阻实现自动控制电灯亮度，电源的电动势为，内阻为，为热敏电阻，、和灯泡的电阻均保持不变。查阅资料知：热敏电阻分为正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）两类，PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增大，NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而减小。下列说法正确的是（　　） A．若环境温度升高时，电流表示数减小，则为NTC热敏电阻 B．若环境温度升高时，电流表示数减小，则两端的电压减小 C．若环境温度升高时，电流表示数增大，则灯泡的功率增大 D．若环境温度升高时，电流表示数增大，则流过灯泡的电流减小 【答案】D 【详解】A．若环境温度升高时，电流表示数减小，即干路中的总电流减小，说明外电路的总电阻增大，根据外电路的结构分析，可知增大，故随温度的升高而增大，所以为PTC热敏电阻，故A错误； B．若环境温度升高时，电流表示数减小，即干路中的总电流减小，根据闭合电路欧姆定律有 可知外电路的路端电压增大，而两端的电压，故两端的电压增大，故B错误； CD．若环境温度升高时，电流表示数增大，即干路中的总电流增大，根据闭合电路欧姆定律有 可知外电路的路端电压减小；对定值电阻有 可知流过定值电阻的电流减小；根据 可知流过定值电阻的电流增大；对定值电阻有 可知定值电阻两端的电压增大；根据 可知灯泡与并联部分电路的电压减小，对灯泡，根据 可知灯泡的功率减小；对灯泡，根据 可知流过灯泡的电流减小，故C错误，D正确。 故选D。 6．如图甲所示为新农村街道的太阳能路灯，某实验小组想利用光敏电阻对路灯进行自动控制。已知光敏电阻在不同光照强度下的阻值如图乙所示，光照强度的单位为勒克斯（lx）。 (1)由图乙可知，此光敏电阻的阻值随光照强度的减小而________（填“增大”“不变”或“减小”）。 (2)该小组利用此光敏电阻设计可以实现路灯自动在夜晚打开、在白天关闭的电路。已知锂电池的电压为、内阻不计，当电磁铁线圈中的电流大于时，电磁铁向下吸合衔铁，弹片和触点接通，路灯熄灭；当电磁铁线圈中的电流小于时，电磁弹簧将向上拉起衔铁，弹片和触点接通，路灯亮起（太阳能电池给路灯供电），则在图丙中，路灯应连接在________（填“”或“”）两端，请在原有电路和器材的基础上，用笔画线代替导线连接图丙中的实物电路，实现光照自动控制太阳能路灯的亮灭。 (3)电磁铁线圈的阻值为，当光照强度低于时路灯要自动亮起，则电阻箱的阻值应调到________，如果提高路灯自动亮起时的光照强度，应________（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。 【答案】(1)增大 (2)AB (3) 200 增大 【详解】（1）由图乙可知，此光敏电阻的阻值随光照强度的减小而增大 （2）当照度减小时，光敏电阻阻值变大，电磁铁线圈电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路通路，故应将照明电路连接到AB端 （3）[1]根据丙图，照度为时，光敏电阻阻值为7.6kΩ，若此时回路电流刚好为5mA，根据欧姆定律有 代入数据得 [2] 如果提高路灯自动亮起时的光照强度, 则光敏电阻阻值减小，要使上式中括号内的总电阻不变，应将电阻箱的阻值增大。 7．热敏电阻是温度传感器的核心元件，某金属热敏电阻说明书给出的阻值R随温度t变化的图线如图甲所示，现有一课外活动小组利用该金属热敏电阻测量温度，提供实验器材如下： A．直流电源，电动势E=3V，内阻不计 B．电压表，量程3V，内阻约5kΩ C．电流表，量程0.3A，内阻约10Ω D．滑动变阻器R1，最大阻值5Ω E.滑动变阻器R2，最大阻值2kΩ F.被测热敏电阻Rt G.开关、导线若干 (1)本实验采用如图乙的电路连接方式，滑动变阻器RP应选用_____（填“R1”或“R2”）； (2)结合所供实验器材，为较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于_____（填“1”或“2”）位置； (3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，此时电压表示数为1V，对应的电流表示数如图丙所示，由此得此时热敏电阻对应的温度为_____℃（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)R1 (2)2 (3)55 【详解】（1）本实验采用如图乙的电路连接方式，即滑动变阻器采用分压式接法，则滑动变阻器应选用阻值较小的R1； （2）因电压表的内阻远大于热敏电阻的阻值，则应该采用电流表外接法，即可较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于2位置； （3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，此时电压表示数为1V，对应的电流表最小刻度为0.01A，则示数为0.200A，由此可得此时热敏电阻的测量值为 当热敏电阻阻值为5Ω时，结合图线可得其对应的温度为55℃。 考点二、用传感器制作自动控制装置 8．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。其简化结构如图所示，质量为的元件与轻质弹簧连接，可在杆上自由滑动，弹簧的自然长度为、劲度系数为，电源电动势为、内阻不计，滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，系统静止时在点，不计一切阻力，当系统绕轴以角速度转动时，元件发生位移并输出相应的电压信号，则（　　） A．电路中电流随角速度的增大而增大 B．输出电压随角速度的增大而减小 C．弹簧的伸长量为 D．输出电压与的函数式为 【答案】D 【详解】A．系统在水平面内以角速度转动时，无论角速度增大还是减小，BC的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A错误； BCD．设系统在水平面内以角速度转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得 则 又输出电压 联立两式得 所以输出电压随角速度的增大而增大，故BC错误，D正确。 故选D。 9．传感器是把非电学量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学量（如电压、电流、电阻等）的一种元件或装置。如图所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（　　） A．图甲中两极板所带电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小 B．图乙中两极板所带电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小 C．图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变大 D．图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大 【答案】D 【详解】A．题图甲中若h变小，则两极板正对面积S变小，由电容的决定式 可知，C变小，由于两极板所带电荷量不变，由电容的定义式 可知电压变大，故A错误； B．若题图乙中θ变小，则两极板正对面积增大，由电容的决定式 可知电容增大，两极板所带电荷量不变，由电容的定义式 可知电压减小，故B错误； C．题图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则电容器在放电，所带电荷量减小，由电容的定义式 可知电容减小，由电容的决定式 可知电介质向外移动，则x变小，故C错误； D．题图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则电容器在充电，所带电荷量增加，由电容的定义式 可知电容增大，由电容的决定式 可知两极板间距离减小，则F变大，故D正确。 故选D。 10．体重秤的核心部件力传感器的简要原理如图（a）所示，金属板的上下两侧各贴有电阻应变片，；金属板左端固定，在金属板右端施加向下的力时，金属板向下弯曲，使两电阻应变片被拉伸或压缩形变，电阻发生改变。已知在日常体重测量范围内，金属板上下所贴电阻应变片的阻值变化量的绝对值。与金属板受力的大小F的关系均为，其中λ为常量。某同学利用该力传感器和电压传感器将力信号转化为电信号，制作了简易的体重秤。如图（b）所示，电源电动势为E，内阻不计；、为两电阻应变片，在金属板不受力时阻值均为R，R3为定值电阻，为滑动变阻器；电压传感器内阻很大。回答下列问题： （1）当金属板右端受到向下的力时，的阻值________，的阻值________；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）当金属板受力为零时，闭合开关，将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，使电压传感器的示数为零； （3）当金属板右端受到向下的力时，电压传感器的示数_________0（选填“>”“<”或“=”） （4）将不同质量的物体放在体重秤上，记录对应的电压传感器示数，列出表格并在坐标纸上画出了U-m图像，如图（c）所示。若图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则_______（用E、R、k、g表示）； （5）体重秤使用一段时间后，电源的内阻增大，以致不可忽略，则体重秤的测量结果将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 增大 不变 > 偏小 【详解】（1）[1][2]当金属板右端受到向下的力时，上表面被拉伸，应变片的电阻变大，下表面被压缩，应变片的电阻变小。电阻大小随F的变化关系均为 可知的阻值不变。 （3）[3]当金属板受力为零时，闭合开关，将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，使电压传感器的示数为零，可知、两点电势相等；当金属板右端受到向下的力时，的电阻变大，的电阻变小，故两端电压增大，点电势升高，电压传感器的示数 （4）[4]因为且阻值不变，则、所在支路电流大小不变，设电源负极为电势零点，则点电势 点电势 电压传感器示数 可知图线斜率 解得 （5）[5]使用一段时间后，电源的内阻增大，导致电流变小，两端电势差相比电源没有内阻时减小，减小，电压传感器示数偏小，则体重秤的测量结果偏小。 11．某科研团队为深海探测器设计了一套高精度温度监测系统，其核心传感元件是一个负温度系数的热敏电阻，当温度升高时，其阻值减小。首先测量该热敏电阻在深海常温（4℃）下的基准阻值，然后对整个测温系统进行组装和校准。 (1)测量该热敏电阻在深海常温下的基准阻值，实验室提供了如下实验器材：直流稳压电源（恒压输出12V）；电流表（量程0~30mA，内阻约为0.5Ω）；电压表（量程0~3V/15V内阻约1kΩ/5kΩ）；滑动变阻器（最大阻值为30Ω）；待测热敏电阻（深海常温下阻值约几百欧）；开关S、导线若干。请完成以下实验操作与分析： ①为使电压从零开始连续调节，请在图甲中用笔连线，将电路补充完整____； ②合上开关S，通过改变滑动变阻器的触头位置，记录多组电压表与电流表的读数。某次测量时，电压表的示数如图乙所示，读数为______V； ③完成数据采集后，通过数据处理，最终确定该热敏电阻的基准阻值为400Ω。 (2)测温系统进行组装和校准：该团队将热敏电阻集成到探测器的测温电桥模块中，核心电路如图丙所示，主要元件有调零电阻（可变电阻器）、传感元件（即前述热敏电阻）、参考电阻、。当探测器所处环境温度改变时，的阻值随之变化，引发电桥输出端、之间产生电压，该电压信号经转换后，可标定为温度变化量，标定公式为（为灵敏度，数值为5℃/Ω，为相对于基准阻值的变化量）。请完成以下分析与计算： ①在深海常温下，为使电桥初始输出为零（即），需将调整至某一特定阻值，该特定阻值为______Ω； ②若，依据标定公式，______℃。 【答案】(1) 9.5 (2) 800 40 【详解】（1）①[1]电路连接，热敏电阻阻值相对于电流表内阻较大，采用电流表内接法，滑动变阻器阻值较小，并要求电压从零开始连续调节，采用分压式接法，电路图连接如下 ②[2]电压表读数：选择的是15V量程，每小格0.5V，读数为9.5V。 （2）①[1]电桥平衡时，有 解得 ②[2]根据公式 可得 12．光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化，利用伏安法测量其阻值，可研究其特性并应用于传感器设计。某同学想制作一个光强报警器，先用伏安法测定光敏电阻的阻值，可供选择的器材如下： 光敏电阻Rx（阻值约几十欧）、直流电源（0~12V可调）、电流表（量程0~100mA，内阻约0.5Ω）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~10Ω）、开关、导线若干、光照强度可调的光源（标注单位：Lx） (1)该同学根据提供的器材，选择分压式电路进行实验，电流表选择了外接法，请用笔画线代替导线在图甲中帮助该同学完成实验电路原理图_______。 (2)正确连接实验电路后，该同学用不同光照强度的光照射光敏电阻，得到对应的电压表、电流表示数，并计算出对应的阻值，相关数据如表中所示。 光照强度（Lx） 电压U（V） 电流I（mA） 阻值Rx（Ω） 10 1.20 15.0 80.0 50 1.50 30.0 50.0 100 1.80 45.0 40.0 200 2.10 60.0 35.0 请根据表中数据在图乙中绘制Rx-光照强度关系图线_______，根据作出的图线可知光敏电阻的阻值_______。 (3)该同学利用该光敏电阻制作报警器，设计的报警电路如图丙所示，R1为保护电阻，光敏电阻Rx与定值电阻R0=20Ω串联，闭合开关S，当光照强度低于50Lx时，蜂鸣器开始报警，则此时A、B两点间电压为UAB=_______V。若要在光照强度较大时报警，则R0需要_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1) (2) 随光照强度增加而减小 (3) 减小 【详解】（1）由于本实验滑动变阻器采用分压式接法，电流表选用外接法，所以实验电路原理图如图所示 （2）[1]根据表中数据绘制Rx-光照强度关系图线，如图所示 [2]由图可知，光敏电阻的阻值随光照强度增加而减小。 （3）[1]A、B两点间电压为 [2]光照强度较大时，光敏电阻阻值Rx较小，若要让蜂鸣器开始报警，则需要减小R0，从而增大A、B两点间电压，触发报警。 13．工人操作机床工作时，稍有不慎就会伤及操作工人的手。某实验小组设计了一个光控继电器自动切断电路。如图甲所示，光电二极管在有光照的时候二极管导通（电阻为0），没光照时，二极管截止（电阻无穷大）。K为电磁继电器的线圈，S为它的常开触点，通过电磁继电器可启、关闭机床的供电电路。二极管D提供继电器自感电流释放的通路，从而保护其它元件。当三极管b、e之间电压大于0.7V时，c、e之间电阻可认为近似为零，当b、e之间电压小于0.7V时，c、e之间电阻可认为是无限大。无论b、e之间电压为多大，均可认为电流不会从b流向f。系统工作时，当工人不慎将手伸向危险区域时，由于遮挡光线，光控继电器衔铁立即切断机床的供电电路。 (1)该实验小组探究不同电压下二极管D的电阻变化规律，图乙为测量电路图，按图乙接好电路；滑动变阻器滑片先置于__________（填“a”或“b”）端，再接通开关，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数I和电压表示数U；根据实验数据得到如图丙所示曲线，从曲线可知，电压在范围内，二极管D的电阻随电压的增大而__________（填“增大”或“减小”）。 (2)为了实现自动控制，请在图丁中用笔画线代替导线，把电磁继电器接入到图甲所示电路中的相应节点上，a、c、h、i对应节点已经在图丁中标出__________。 (3)已知定值电阻阻值为，则应选最大阻值为__________（填“”“”或“”）的滑动变阻器；控制电路和工作电路接通正常，没有遮挡，机床无法正常工作，应把__________（填“调大”或“调小”） 【答案】(1) a 减小 (2) (3) 调大 【详解】（1）[1]实验电路中滑动变阻器采用分压式接法，为了保护用电器，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于a端，使测量部分电路两端电压为0； [2]根据欧姆定律可知，二极管电阻随电压增大而迅速减小。 （2）当正常工作时，衔铁被电磁铁吸下，机床电路处于接通状态。当光电二极管被遮挡时，b、e之间电压迅速减小，电磁铁电流减小，衔铁被弹簧拉起，机床停止工作。故电路如图所示 （3）[1]机床正常工作时，b、e之间电压应大于0.7V，分压小于5.3V，所以接入电路的电阻应大于，故选用最大阻值为的滑动变阻器。 [2]当没有遮挡时，光电二极管电阻为零，电磁继电器无磁性，说明两端的电压小于0.7V，为使此时电压大于0.7V，需要调大。 14．某实验小组设计了一个“温度升高自动报警电路”，如图（a）所示，将热敏电阻放置于需要探测温度的地方，热敏电阻与报警器串联接入回路，当温度升高时，感温元件热敏电阻的阻值减小，回路中电流随之增大，当增大到一定值时，报警器便开始工作。这就实现了将温度这个热学量转化为电学量，从而控制报警器报警的目的。实验装置有输出电压为6的直流电源、电流超过2.6时报警的报警器、最大阻值为1750的滑动变阻器、单刀双掷开关、最大阻值9999的电阻箱、热敏电阻的电阻温度特性如图（b）所示。完成该实验的如下操作和分析。 (1)开始时滑动变阻器的触头应置于阻值__________（选填“最大”或“最小”）处； (2)若预设的报警温度为40，则该温度下热敏电阻的阻值约为__________Ω（结果保留2位有效数字）； (3)调节电阻箱的阻值为该阻值，打开电源开关，再将单刀双掷开关置于电阻箱端，缓慢改变滑动变阻器阻值，直到报警器恰好响起。将单刀双掷开关置于热敏电阻端，这样就实现了温度升高至预设温度时自动报警的目的；若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则报警温度将__________（选填“升高”、“降低”、或“不变”）。 【答案】(1)最大 (2) (3)升高 【详解】（1）为了保护电路，开始时滑动变阻器的触头应置于阻值最大处。 （2）由图（b）可知报警温度为40，热敏电阻的阻值约为 （3）令报警器开始工作的最小电流为，电路中除热敏电阻外的其它电阻的阻值总共为，有 若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则增大，为了达到最小电流，热敏电阻阻值需要减小，由图（b）可知热敏电阻阻值随温度升高而减小，故报警温度升高。 15．如图所示为电饼铛自动控温电路。电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是温度传感器(可等效为可变电阻)。温度越高，温度传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热；当a、b两端的电压小于(、为定值)时，控制开关断开停止加热。下列说法正确的是（　　）      A．为温度传感器 B．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越低 C．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越高 D．< 【答案】C 【详解】A．若为温度传感器，则当温度升高时，其电阻值减小，回路电流变大，则R1两端的电压变大，当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热，则与装置功能不相符，则为温度传感器，选项A错误； BC．电阻R1的分压 因当U=U2时电饼铛停止加热，则在U一定时，定值电阻的阻值越小，则R1越小，温度越高，即电饼铛停止加热时的温度越高，选项B错误，C正确； D．当R1两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热，此时R1的电阻比较大，则此时的电压更大，即U1＞U2，故D错误。 故选C。 16．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　） 照度/Lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/ 75 40 24 20 18 15 A．为定值电阻，为光敏电阻 B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大 C．若将定值电阻的阻值变为，该天后照明系统即可工作 D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越长 【答案】C 【详解】AB．当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统，可知光照小时，控制开关两端电压大；根据表格数据可知光照强度小时，光敏电阻阻值大，则为光敏电阻，为定值电阻；照度越大，光敏电阻阻值越小，该电路控制开关两端的电压越小，故AB错误； C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，则控制开关自动启动时光敏电阻为40kΩ，此时对应照度为0.4 Lx，根据图乙可知该天系统工作时间段为、，故C正确； D．该电路中定值电阻阻值越大，控制开关自动启动时光敏电阻越大，此时对应照度越小，该天的照明系统工作的时间越短，故D错误。 故选C。 17．小涂同学设计了一个如图所示的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。和分别是理想变压器的两个线圈的匝数。温度传感器用于防止吹热风时温度过高而发生事故。假设该电吹风的各项参数如下表所示。则（　　） 热风时输入功率 450W 冷风时输入功率 50W 小风扇额定电压 50V 正常工作时小风扇输出功率 42W A．吹热风时，触片P应与触点b、c接触 B．这里的温度传感器可用干簧管代替 C．理想变压器原副线圈的匝数比 D．小风扇工作时突然被卡住不转动，则理想变压器的输入功率极有可能为0 【答案】D 【详解】A．吹热风时，变压器需要正常工作，所以触片P应与触点a、b接触，故A错误； B．干簧管是磁控制开关，温度传感器是通过将温度信号转换成电信号达到控制的，所以这里的温度传感器不可用干簧管代替，故B错误； C．理想变压器原副线圈的匝数比 故C错误； D．小风扇工作时突然被卡住不转动，通过小风扇电动机的电流猛增(即副线圈的电流猛增），理想变压器的原副线圈的电流跟匝数成反比关系，可知会导致原线圈的电流也猛增，所以可能会导致干路电路断路，从而可能使理想变压器的输入功率为零，故D正确。 故选D。 18．如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈中左右平移，测量时需在接线柱之间连接合适的电源和电流表。下列说法正确的是（　　） A．电源可以使用直流电源 B．若将软铁芯2换成铜芯，传感器依然可以工作 C．当物体1向右移动时，线圈的自感系数增大 D．当电流表的示数增大时，物体1向右移动 【答案】D 【详解】A．如果电源使用直流电源，线圈不产生自感现象，传感器不可以正常工作，故A错误； B．若将软铁芯2换成铜芯，由于铜不能被磁化，所以在物体1移动时，线圈的自感系数基本不变，传感器不可以正常工作，故B错误； C．当物体1向右移动时，软铁芯插入线圈的长度减小，所以线圈的自感系数减小，故C错误； D．当电流表的示数增大时，说明感抗减小，根据可知，线圈的自感系数减小，则软铁芯插入线圈的长度减小，物体1向右移动，故D正确。 故选D。 19．（多选）关于下列仪器的原理说法正确的是（　　）    A．当有烟雾进入火灾报警器时，由于油雾颗粒对光的散射，光电三极管将接收到光信号，从而触发火灾警报 B．红外体温计是根据物体的温度越高发射的红外线波长越长的原理进行工作的 C．超声波测速仪是利用了多普勒效应，汽车驶向测速仪的速度越大，测速仪接收到的反射波频率就越高 D．钳形电流表既可以测交变电流的大小，也可以测恒定电流的大小 【答案】AC 【详解】A．当有烟雾进入火灾报警器时，LED发出的光经烟雾作用后到达光电三极管，从而触发火灾警报，选项A正确； B．红外测温仪是根据物体的温度越高发射的红外线越强的原理进行工作的，选项B错误； C．根所多普勒效应，波源和接收者相互靠近时，接收到的频率升高，所以汽车驶向测速仪的速度越大，测速仪接收至反射波的频率就越高，选项C正确； D．钳形电流表的工作原理是电磁感应，交流电能产生变化的磁场，使钳形电流上产生感应电流，所以能测交流电的大小，而直流电不能产生变化的磁场，所以不能测直流电的大小，选项D错误。 故选AC。 20．已知一热敏电阻当温度从升至时阻值，从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源、开关、滑动变阻器（最大阻值为）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为）      （1）在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图_______ （2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和，则此时热敏电阻的阻值为______（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示； （3）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为。由图（a）求得，此时室温______（保留2位有效数字）。 （4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示，图中，为直流电源（电动势为，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为，则图中______（填“”或“”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为______（保留2位有效数字）。 【答案】 见解析 1.9 28 1.2 【详解】（1）[1]为了使得测量范围广泛一些，滑动变阻器由用分压式， 电压表可视为理想表， 所以测量电路用电流表外接法。连线如图所示    （2）[2]由部分电路欧姆定律得 （3）[3]由图可知，温度为。 （4）[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，热敏电阻分得电压减少，而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所以为热敏电阻。 [5]由图线可知，温度为时，，由欧姆定律可得 ， 代入数据解得 21．研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示。图中电流表的量程为（不计其电阻），电源电压恒为，为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在℃时，其阻值随温度t的变化关系为（单位：）。 (1)若要把放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程，即电流为，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为多大？ (2)保持（1）中滑动变阻器接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大？ (3)若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘，则温度刻度的特点是什么？ 【答案】(1)100Ω (2)0.018W (3)指针偏转越大，对应的温度越低，同时温度刻度不均匀。 【详解】（1）温度为0℃处，则 （2）当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率 （3）根据 则可知指针偏转越大，对应的温度越低，同时电流与温度不成正比，所以刻度不均匀。 22．（2024·北京·高考真题）如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 D．若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 【答案】D 【详解】A．由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，A错误； B．由欧姆定律及电阻定律可知，P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正比，B错误； C．已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不能确定速度的方向，C错误； D．已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，D正确。 故选D。 23．（2025·江西·高考真题）热敏电阻的阻值随温度的变化而改变，通过建立温度与热敏电阻两端电压的关系，可制作一简易的温度传感器，进而实现温度测量。如图（a）所示，为热敏电阻，为匹配电阻，电源电动势为E（内阻不计），数字电压表（内阻视为无穷大）用于测量热敏电阻两端的电压。 （1）由图（a）可得的表达式为_____。 （2）已知某热敏电阻从升温到时，其阻值从单调减小到。为了合理配置的阻值，用电阻箱代替该热敏电阻进行实验。经数据处理得到不同值对应的关系图线，如图（b）所示，分析可知应选图线_____对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 （3）选定匹配电阻后，按图（a）连接电路，改变热敏电阻的温度T，测量其两端的电压，并尝试用二次多项式进行数据拟合，得到温度与的关系。 （4）用已标定的温度传感器进行实验，记录数据，如下表所示，其中T为测量温度，为标准温度，。表中绝对误差最大和最小的测量温度值T分别为_____和_____。除涉及元器件的精度和稳定性之外，分析该温度传感器测量误差的主要来源：_____。 【答案】 乙 38.0 70.2 匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确 【详解】（1）[1]由闭合电路的欧姆定律可得电路中电流 可得 （2）[2]由图（b）可知，图线乙在相同的变化区间，变化范围更大，即图线乙对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 （4）[3][4]结合表格数据分析，可知测量的绝对误差最大和最小对应的测量温度分别为和。 [5]误差的主要来源除去涉及元器件的精度和稳定性之外，可能是匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确。 24．（2025·河北·高考真题）(1)某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。 ①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值，这时开关S应________（填“断开”或“闭合”）。 ②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻与温度t的关系分别对应图2中曲线。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻________（填“”或“”）具有相同温度特性。 (2)某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图3所示，当地重力加速度为g。 ①方案设计阶段，该小组同学对需要测量哪些物理量产生了不同意见。 甲同学：需测量滑块和遮光条的总质量、滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 乙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 丙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的距离。 你认为________（填“甲”“乙”或“丙”）同学的方案不可行。 ②如图3，光电门中光源与光敏管相对，光源发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，遮光条把光遮住，计时器记录遮光时间，可计算出滑块的速度。实验中使用的遮光条宽度，光电门宽度。某次测量时，记录通过光电门A的遮光时间为，则滑块经过光电门A的速度大小为________。 【答案】(1) 断开 (2) 丙 0.4 【详解】（1）①[1]用欧姆表测量热敏电阻的阻值时应该让热敏电阻与电源断开，即开关S应该断开； ②[2]由题意可知要串联的热敏电阻的阻值应该随温度的增加而快速增加，从而抑制电路中电流的增加，由图可知热敏电阻R1在温度65℃左右电阻异常变化较大，则为防止用电器用电器故障引起电流异常增加，可串联一个热敏电阻与R1具有相同温度特性的热敏电阻； （2）①[1]要验证的关系为 可得 则只需要测量滑块经过两光电门时的速度和两个光电门间的竖直高度差，即甲乙同学的方案可行，丙同学的方案不可行； ②[2]滑块经过光电门的速度为 25．（2025·河南·高考真题）实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题： (1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是________（填“线性”或“非线性”）的。 (2)存在一个电流值，若电磁铁线圈的电流小于，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头________（填“a”或“b”）相连接。 (3)当保温箱的温度设定在时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为________。 (4)若要把保温箱的温度设定在，则电阻箱接入电路的阻值应为________。 【答案】(1)非线性 (2)a (3)130.0 (4)210.0 【详解】（1）根据图1可知热敏电阻的阻值随温度的变化关系是非线性的。 （2）根据图1可知温度升高，热敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律可知流过电磁铁线圈的电流变大，衔铁与下固定触头b接触，此时加热电阻丝电路部分断开连接，停止加热，可知图2中加热电阻丝的c端应该与触头a相连接。 （3）由图3可知电阻箱接入电路的阻值为 （4）根据（3）可知，当温度为时，热敏电阻的阻值为，电阻箱接入的电阻为，当温度为时，热敏电阻的阻值为，要使得电流值不变，则在电流为时，控制电路的总电阻不变，则此时电阻箱的电阻为 26．（2024·河北·高考真题）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R（最大阻值）、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。 (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图（2），由此判断M端为二极管的____________（填“正极”或“负极”）。 (2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 ①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的____________、____________、____________接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而____________（填“增大”或“减小”）。 (3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应____________（填“增大”或“减小”）可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。 【答案】(1)负极 (2) A（D或C） A D或C（B） 减小 (3)增大 【详解】（1）根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，说明二极管反向截止即连接电源负极。 （2）[1][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路，故接滑动变阻器A接线柱，若接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D,接滑动变阻器B接线柱符合题意；若接滑动变阻器A，接线柱接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D，柱符合题意。 [4]由图像可知，随光照强度增加，I-U图像斜率增大，所以电阻减小。 （3）三极管未导通时，与串联。随着光强增强，电阻减小，此时三极管仍未导通，说明分压小，故需要增大。 27．（2024·浙江·高考真题）在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻，在不同温度时的阻值如下表 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/（） 220 160 100 60 45 30 25 15 某同学利用上述热敏电阻、电动势（内阻不计）的电源、定值电阻R（阻值有、、三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于，现要求将室内温度控制在范围，且1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是___，定值电阻R的阻值应选___， 1、2两端的电压小于___V时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。 A．    B．   C． 【答案】 C 3 1.8 【详解】[1] A．电路A，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实现电路的控制，故A错误； B．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热。故B错误； C．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热。故C正确。 故选C。 [2]由热敏电阻在不同温度时的阻值表可知，的阻值为 由题意可知 解得 [3] 时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为，此时1、2两点间的电压为则1、2两端的电压小于1.8V时，自动关闭加热系统。 / 学科网（北京）股份有限公司 $