含传感器-温度报警器 专项训练 -2026届高考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】

**基本信息** 聚焦热敏电阻特性与温度报警器设计，通过实验探究-数据处理-实际应用的递进式训练，系统整合等效替代、图像分析等方法，构建电磁学实验与传感器应用的逻辑链条，培养科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |热敏电阻特性测量|5题|等效替代法、R-t图像绘制与分析、伏安法电路选择|从电阻温度特性（概念）→实验测量原理（推导）→数据处理方法（应用）| |报警器电路设计|3题|闭合电路欧姆定律应用、滑动变阻器分压/限流接法判断、临界电流计算|从电路动态分析（规律）→报警器阈值设计（迁移）→实际应用误差控制（拓展）|

01 含传感器-温度报警器-2026年高考物理电磁学二轮【难点突破】实验专题 一、实验题 1．某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。 （1）为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，R0为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、S1、S2先断开，滑动变阻器的滑片移到最___________（选填“左”或“右”）端。 （2）实验时，温控室的温度为t0，闭合S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数I0，现断开S1闭合S2，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R0的阻值R0=90Ω时，电流表的示数也为I0，则此室温的热敏电阻值为___________Ω。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出R-t图像，如图乙所示，室温t0为___________℃。 （3）把这个热敏电阻接入如下丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻r=2Ω，R2=50Ω；当图中的电流表A达到或超过0.5A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80℃，图中R1阻值为___________Ω（保留2位有效数字）。 2．图甲为某实验小组探究热敏电阻的阻值与温度关系的实验装置．通过酒精灯加热改变水温，在热敏电阻的温度参数允许范围内选取9个不同的温度点进行实验，采集的数据如表所示． 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 电阻/kΩ 10.0 8.6 7.0 5.5 4.3 3.6 3.0 2.5 2.0 请完成以下内容： （l）在图乙的坐标纸上补齐表中所给数据点并作出R-t曲线； （2）由R-t曲线可知，当温度t=45℃时，该电阻的阻值为______kΩ（保留一位小数）； （3）由R-t曲线可知，该电阻的阻值随温度的升高而_______选填“增大”或“减小”），可见该电阻的______随温度的升高而减小． 3．某一热敏电阻的阻值R随温度变化的图线如图甲所示，现要利用该热敏电阻组装一个报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻报警器（内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警，Ic约为10mA，流过的电流超过20mA时，报警器可能损坏），电阻箱（最大阻值为999.9Ω），直流电源（输出电压为18V，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为2000Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。    （1）由甲图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而_______（选填“增大”或“减小”）； （2）按乙图所示的电路图组装电路，并按照下列步骤调节此报警系统； ①电路接通前，滑动变阻器的滑片应置于_______（选填“a”或“b”）端附近； ②若已知该热敏电阻在60℃时阻值为650.0Ω。则根据实验要求，先将电阻箱调到一固定的阻值，这一阻值为_______Ω； ③将开关向_______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警。 （3）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另-端闭合，报警系统即可正常使用。 4．某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题： （1）用多用电表欧姆挡测继电器线圈（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“”位置，欧姆调零，测线圈电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至_______（填“”或“”）进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器的阻值为______； （2）为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关应该接________（选填“”或“”）； （3）流过继电器线圈的电流才会报警，若直流电源电动势为（内阻不计），欲实现温度达到或超过报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择______。 A．    B．    C． 5．某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性,现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。 (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图中的实物图上连线___； (2)实验的主要步骤 ①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值； ②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关_________、_________断开开关； ③重复第②步操作若干次，测得多组数据 (3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式R=________+________t(Ω)(保留三位有效数字)。 6．已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。某同学利用图甲的电路测量其阻值随温度变化的关系，其中电压表的量程为0~3V，内阻为1200Ω，电流表的量程为0~6.0mA，内阻未知。 (1)实验中需要利用电压表和定值电阻串联，使量程扩大为6V。现有两个定值电阻，，为达到上述要求，定值电阻应选择______（选填“”或“”）； (2)要求热敏电阻两端的电压从零开始调节，则甲图中的A、B之间______（选填“应该”或“不应该”）用导线相连； (3)利用该热敏电阻制作高温温控报警器，其电路的一部分如图乙，M、N其中一处连接热敏电阻，另外一处连接电阻箱，当输出电压增大到某一数值，便触发报警器（图中未画出）报警，则______（选填“M”或“N”）处连接热敏电阻。为了降低报警器的灵敏度，减少误报，即要把报警温度调高，电阻箱的阻值应调______（选填“大”或“小”）。 7．用导体材料制成的某热敏电阻的阻值随温度t的变化图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器线路图。 (1)图甲中热敏电阻阻值随温度升高而______（填“增大”“减小”或“不变”）； (2)若希望在热敏电阻所处的环境温度升高时报警器铃响，则应将c接在______（填“a”或“b”）处； (3)若使报警的最低温度提高些，应将滑片P向______（填“左”或“右”）移动。 8．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____________电路（填“甲”或“乙”），由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而____________（填“增大”或“减小”）； (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处a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。 (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V，电路如图4所示。实验绘制出了图像是如图5所示直线，斜率为k，纵截距为b。R箱为电阻箱阻值读数，I为A示数，Ig为G示数。则Rt=___________。 (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5.0V（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3.0V，即发光二极管两端电压U≥3.0V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__________（填“R1”或“R2”）为定值电阻，其阻值应调为__________Ω（结果保留两位有效数字）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《01 含传感器-温度报警器-2026年高考物理电磁学二轮【难点突破】实验专题》参考答案 1． 左 90 30 20 【详解】(1)[1]为保护用电器的使用安全，滑动变阻器的滑片移到最左边，确保闭合开关瞬间，流过电表的电流为零。 (2)[2]试验中，用电阻箱代替热敏电阻，二者阻值相等。 [3]在乙图中找到纵轴坐标为90Ω的图线上对应的横轴坐标为30℃。 (3)[4]在乙图中读出环境温度为80℃时热敏电阻的阻值为30Ω，根据闭合电路欧姆定律有 带入数据，得 2． 5.0 减小 电阻率 【详解】解：（1）在坐标纸上补齐表中所给数据点，然后用光滑的曲线连接如图． （2）由图可以读出45℃时，该电阻的阻值约为5.0kΩ； （3）由R-t曲线的斜率的意义可知，该电阻的阻值随温度的变化而减小，所以该电阻的电阻率随温度的升高而减小． 3． 减小 b 650.0 c 【详解】（1）[1]由甲图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 （2）①[2]为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于b端。 ②[3]本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到系统报警时热敏电阻的临界电阻，也就是在60℃时的阻值为650.0Ω。 ③[4]先把变阻箱的电阻接入电路，即将开关向c端闭合，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，即开关接d端，当热敏电阻的阻值是650.0 Ω时，也就是温度达到了60℃，报警器开始报警。报警系统即可正常使用。 4． 220 C 【详解】(1)[1]测电阻时指针偏转过大，则读数太小误差较大，需要选择小量程让读数变大点才能减小误差，所以应把选择开关旋至挡进行测量。 [2]所测继电器的阻值为:表盘刻度读数倍率=2210=220。 (2)[3]由于温度升高热敏电阻阻值减小，通过继电器的电流增大，其产生的磁场磁感应强度增大，把铁片向左吸引，所以要让报警器响起，则单刀双掷开关应该接。 (3)[4]流过继电器线圈的电流才会报警，若直流电源电动势为， 则回路的总电阻的最小阻值为 所以滑动变阻器规格应该选择C，则C正确；AB错误； 故选C。 5． 记下电压表示数 记下温度计的示数 100 0.400 【详解】(1)[1]电压表应与热敏电阻并联，连线图如图所示 (2)[2][3]由实验原理可知，实验中要描绘电压和温度间的关系，故实验的主要步骤应是记下电压表和温度计的示数； (3)[4][5]根据图R－t关系图线和一次函数概念，应写成R=kt+R0的形式，从图象可知 、 所以该热敏电阻的R－t关系式应为 6．(1) (2)应该 (3) M 小 【详解】（1）电压表的量程为，内阻为，可知电压表的最大电流为 使量程扩大为，则有 解得 可知定值电阻应选择。 （2）要求热敏电阻两端的电压从零开始调节，可知滑动变阻器应用分压式接法，因此则甲图中的A、B之间应该用导线相连。 （3）[1]由题图乙可知，因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当输出电压增大到某一数值，便触发报警器报警，因此M处连接热敏电阻。 [2]为了降低报警器的灵敏度，减少误报，即要把报警温度升高，由热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，可知电阻箱的阻值应调小。 7．(1)减小 (2) (3)左 【详解】（1）由图甲可知温度升高，电阻阻值减小，电流增大，线圈产生的磁场增强，衔铁被吸向左边a处，报警电路接通，从而铃响； （2）温度升高时，电阻阻值减小，电流增大，线圈产生的磁场增强，衔铁被吸向左边a处，报警电路接通，从而铃响； （3）在此电路中，衔铁被吸向左时的最小电流是一定的，对应的电路中的总电阻是一定的，若使报警的最低温度提高些，由图可知，当警铃响时，电阻阻值变得更小，滑动变阻器接入电路中的电阻应增大，结合电路可知，应将滑片P向左移动。 8．(1) 乙 减小 (2)a (3) (4) 63 【详解】（1）[1]由图2可知，电压电流从0开始变化，则电路采用分压式，即图乙。 [2]由图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）将单刀双掷开关分别打到处a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，即开关打道a。 （3）由并联电路电压相等得 化简得 则 解得 （4）[1][2]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≥3.0V时点亮，则有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，所以R1为热敏电阻，R2为定值电阻。由图7可知，当温度为38℃时，热敏电阻阻值R1=42.0Ω。由闭合电路欧姆定律列出表达式 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $