考点15.7利用传感器制作简单的自动控制电路 -2027届高考物理一轮复习100考点精练

**基本信息** 以传感器应用为载体，整合电磁学与力学知识，通过10道典型例题构建"原理分析-电路设计-数据处理"的完整解题链，突出科学探究与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |传感器应用|10题|以实验设计为主，涵盖位移、加速度、温度等测量场景|从传感器工作原理（如霍尔效应、自感现象）出发，通过电路分析（闭合电路欧姆定律）建立物理量间函数关系，体现运动与相互作用观念| |自动控制电路|3题|涉及限重、报警等实际装置|结合压敏/热敏电阻特性，构建"输入-转换-输出"控制模型，培养科学思维与社会责任|

2027高考物理一轮复习100考点精练 第十五章 交变电流、电磁振荡与电磁波、传感器 考点15.7利用传感器制作简单的自动控制电路 【考点精练】 1.（2026山东青岛期末）小明将教材描述的电感式微小位移传感器改装成一个加速度测量仪，结构如图甲所示，滑块可在框架中左右平移，两侧与完全相同的弹簧连接，框架静止时弹簧处于原长状态，和滑块刚性连接的软铁芯可在线圈中随滑块左右平移。改装过程如下： (1) 为了使加速度测量仪正常工作，AB间应接入的是_________。 A．直流恒压电源 B．交流恒压电源 C．交流电流表 D．直流电流表 (2)将框架和线圈固定在气垫导轨小车上，借助加速度传感器记录小车的加速度a和对应电流表的示数I。改变小车的加速度，重复实验，记录多组a、I数据，画出a—I图像，如图乙所示。所用电流表0刻线在表盘最左端，根据获得的数据，在电流表表盘相应刻度处标注加速度值，则加速度表盘中、两刻度正中央刻线对应的加速度值________。 A．大于 B. 小于 C. 等于 D. 等于 (3)当被测物体向左加速时，线圈的自感系数________（选填“变小”“变大”或“不变”），指针将向________（选填“左”或“右”）偏转。 答案 （1）BC （2）B （3）变小 右 解析 （1）根据题述，和滑块刚性连接的软铁芯可在线圈中随滑块左右平移，可知是根据软铁芯插入线圈中的长度，从而改变线圈的自感系数；通过测量线圈中的电流，得到线圈对电流的阻碍作用，所以AB间应接入的是交流恒压电源，需要交流电流表。（2）当电流表指针指向、两刻度正中央刻线时，在图乙中作出a—I图像，如图。由图可知加速度表盘中、两刻度正中央刻线对应的加速度值小于，B正确。 （3）由图甲可知，当被测物体向左加速时，软铁芯在线圈中的长度变小，则线圈的自感系数变小。由于线圈的自感系数变小，对交变电流的阻碍作用变小，所以指针将向右偏转。 2 （2026山东东营模拟）某学习小组想利用霍尔元件（载流子为电子）和灵敏电流计改装一个磁感应强度测量计。实验电路如图所示，匀强磁场垂直于元件的前后工作面，工作电源通过左右侧面为霍尔元件提供电流，记录不同磁感应强度B对应的灵敏电流计示数I。灵敏电流计（0-1mA，内阻r=300Ω），已知电流从左侧流入灵敏电流计时，指针向左偏转。 (1)霍尔元件单位体积中自由电子的个数为n，电子电荷量为e，元件三个棱长分别为a、b、c（如图所示），电流表示数为，当磁感应强度为B时，灵敏电流计（内阻r）示数I，不计霍尔元件电阻，则B与I的关系式为________（结果用题中字母表示） (2)按图示操作时，灵敏电流计指针向_______偏转（填“左”或“右”） (3)磁感应强度测量计灵敏度可用表示，实验中要使灵敏度增大，可将滑动变阻器R的触头P向_______滑动（填“左”或“右”） (4)若将磁感应强度计的量程扩为原来的10倍，可在灵敏电流计上_______联（填“串”或“并”）一个R=_______的电阻。 【答案】（1）B=I（2）左 （3）左 （4）串 2700 【解析】（1）霍尔元件中的自由电子所受洛伦兹力与电场力平衡，evB=eE，E=，电流=nevS，S=ab，不计霍尔元件的电阻，=Ir，联立解得B=I。 （2） 电流从左侧流入灵敏电流计时，指针向左偏转。图示霍尔元件中电流方向向左，电子运动方向向右，根据左手定则，电子所受洛伦兹力向上，霍尔元件上表面带负电，因此电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针向左偏转。 （3） 由B=I得磁感应强度测量计灵敏度=，要使灵敏度增大，需要增大工作电流，需要减小滑动变阻器接入电阻，可将滑动变阻器R的触头P向左滑动。 （4）若将磁感应强度计的量程扩为原来的10倍，可在灵敏电流计上串联分压电阻；原来灵敏电流计表头电压=r=0.001×300V=0.3V。量程扩大10倍，电压U=3V，此时灵敏电流计满偏，U=(r+R),解得R=2700Ω。 3．（2026江苏苏州模拟）某兴趣小组欲利用加速度传感器测定一个电源的内阻，设计了如图甲所示的测量电路。质量为的加速度传感器穿过光滑的水平横杆，劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接传感器。电源电动势为E，内阻未知，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L。主要实验步骤如下： ①按图甲连接电路，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器的正中间，闭合开关，此时电流表指针如图乙所示； ②使系统以某一恒定加速度水平运动，利用加速度传感器测出此时的加速度（以向右为正方向），记录电流表示数； ③重复步骤②，改变系统加速度，得到多组、的测量数据； ④断开开关，整理器材。 回答下列问题： (1)步骤①中电流表示数为__________A； (2)若系统从静止开始向右加速，则电流表示数将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)当加速度传感器示数为a（a>0）时，弹簧的形变量为，则滑动变阻器接入电路的有效阻值为__________（用L、x、R表示）； (4)利用图像来处理获得的多组实验数据，若以为纵轴，以为横轴，通过描点可以做出如图丙所示的线性关系图像，图像纵截距为-b。根据题目中所给的字母，可得该电源的内阻为__________（用m、R、k、L、b表示）； (5)若考虑电流表的内阻，对电源内阻的测量结果__________（选填“有”或“无”）影响，并说明理由：_________________________________________________。 答案．(1)0.26 (2)变小 (3)R (4) - (5) 有 电流表内阻会被计入电源内阻的测量值中，导致测量结果偏大。 【解析】（1）图乙电流表选择的量程为0~0.6A，分度值0.02A，因此电流表的示数为0.26A。 (2) 若系统从静止开始向右加速，则加速度传感器应受到向右的合力，弹簧被压缩，所以滑动变阻器滑动触头会向左移动，滑动变阻器接入电路电阻增大，电路中电流变小。 (3)当加速度传感器示数a（a>0）时，弹簧被压缩，其形变量为x，滑动变阻器滑动头向左移动x，此时滑动变阻器接入电路的有效长度为L/2+x，则滑动变阻器接入电路的有效阻值为=R=R (4)当加速度传感器示数a（a>0）时，弹簧被压缩，其形变量为x，对加速度传感器，由牛顿第二定律，kx=ma，解得 x=。根据闭合电路欧姆定律，E=I（+r）=I（R+r）=I（R+r）。 整理变形可得 a=(r+R/2). 利用图像来处理获得的多组实验数据，若以a为纵轴，以为横轴，图像纵截距为-b=(r+R/2)，可得该电源的内阻为r= - 。 (5)若考虑电流表的内阻，闭合电路欧姆定律表达式为，E=I（+r+）=I（R+r+）=I（R+r+）。整理变形可得 a=(r++R/2). 计算出的电源内阻为r+，所以导致电源内阻的测量结果偏大。 4 （2026重庆一诊）小金同学想设计一个简易电路来实时测量空气中的燃气浓度。他在实验室找到了一种可以制作燃气传感器的理想材料——铂丝线圈，这种材料的特性如下： ①铂丝线圈在0°C时阻值为100Ω，在0°C~850°C范围内铂丝线圈的阻值和温度保持高度线性关系； ②表面涂有某种催化剂的铂丝线圈只要能维持500℃以上的高温，可燃气体与之接触就会发生无焰燃烧，燃烧释放的热量会使铂丝线圈的温度升高从而导致其电阻增大； ③铂丝线圈的温度变化与燃气浓度的关系式为：△t=kC（C表示燃气的体积浓度，k为比例系数）。 (1)小金同学首先设计了如图甲所示的电路，通过特殊装置改变铂丝线圈的温度并测出该温度下的阻值，某次温度稳定后，闭合开关，将掷向1，调节滑动变阻器，使电流表指针指向适当的位置，此时电流表读数为，接着将掷向2，调节电阻箱，使电流表的读数为___________，此时电阻箱的读数就是铂丝线圈的阻值。改变铂丝线圈的温度，重复以上操作，可获得多组铂丝线圈的阻值和温度的数据，作出R—t图像如图乙所示，根据R—t图像推算铂丝线圈在500℃高温时的阻值为___________Ω。 (2)将铂丝线圈连接到如图丙所示的电路中，闭合开关S，由于电流表内阻很小，只需将电源的输出电压调整为8.4V，就可以让线圈达到可燃气体燃烧所需要的最低温度500℃，此时电流表的示数为___________A，该刻度即为燃气刻度的零刻度，之后只要空气中存在可燃气体，就会在铂丝线圈表面燃烧从而导致线圈温度升高，电阻增大，电流表示数就会发生相应的变化，根据以上信息可以得到本电路中电流和燃气浓度的关系式即：I=___________，就可以把每一个电流值改成与之对应的燃气浓度值，这就得到了一个可以实时测量的燃气浓度表。 【答案】（1） 300 （2）0.028 或 【解析】（1）等效替代法测量电阻。要使电阻箱的读数就是铂丝线圈的阻值，前后两次电流表示数相等，所以电流必须是。 根据图像可知图像的斜率为0.4，R—t图像对应的电阻阻值随温度的变化关系 R=0.4t+100, 500℃时的阻值为R=0.4×500+100=300Ω。 （2）500℃时的阻值为R=300Ω，电流I=U/R=0.028A。铂丝线圈的温度变化与燃气浓度的关系式为：△t=kC。可设铂丝线圈的温度t与燃气浓度C的关系式为t=kC+，代入电阻阻值随温度的变化关系 R=0.4t+100, 可得R=0.kC+300，电流I===. 5．（广东省广州市2025届高三下学期物理6月保温训练）某兴趣学习小组根据所学的电学原理，利用相同的器材，自制了如图所示两种不同的电子秤。实验器材有： 直流电源（电动势为，内阻为）； 理想电压表V（量程为3.0V）； 限流电阻； 竖直固定的滑动变阻器（总长，总阻值）； 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的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦，弹簧劲度系数）； 开关以及导线若干。 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处，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。重力加速度取，不计摩擦和其他阻力。） (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 ；该电子秤的最大可测质量均为 。 (2)当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，如左图所示的第一套方案电子秤测得质量为 ，如右图所示的第二套方案电子秤测得质量为 。 (3)第 （填“一”或“二”）套方案更为合理，理由是 。 【答案】．(1) 2.0 10.0 (2) 7.5 5.0 (3) 一 第一套方案中电压表读数与物体质量成线性关系，电压表改装的电子秤刻度是均匀的，便于测量。 【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，由欧姆定律可得 [2]由受力平衡可得 g=kl 解得电子称的最大可测质量为 （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。 [1]如左图所示的第一套方案，根据闭合电路欧姆定律可得 由平衡条件可得联立解得 [2]如右图所示的第二套方案，设滑动变阻器接入电路的阻值为，根据闭合电路欧姆定律可得 又，联立解得 （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 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，联立可得 U与m不成线性关系，电子秤刻度不均匀；故方案一更合理，电压表示数与物体的质量成正比，电压表改装的电子秤刻度是均匀的，便于测量。 6. （2025年5月成都三诊）某实验小组利用压力传感器制作一个简易的台秤来测量物体的质量。小组测得某传感器阻值RF随压力F的变化规律如图（a）所示，并设计了如图（b）所示的电路。制作台秤的关键步骤是在电压表表盘刻度上重新标记以kg为单位的质量刻度，这个步骤称为表盘定标。已知电源电动势E为6V，内阻r为2Ω，电压表V的量程为0~3V，电阻箱R的调节范围为0~999.9Ω，重力加速度大小为g=10m/s2。小组同学提出了两种不同的定标方案，具体操作如下： （1）方案一：采用实验测量法完成表盘定标 ①闭合开关之前，将电阻箱R调到________（填“最小值”或“最大值”）； ②压力传感器上未放置物体，闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电压表Ⓥ满偏，指针所在位置标为质量零刻度； ③保持电阻箱阻值不变，改变压力传感器上物体的质量，同时记录下电压表示数U和物体质量m，利用测量数据完成表盘定标。 （2）方案二：采用理论推导法完成表盘定标 若将电压表视为理想电压表，结合图（a）、图（b）信息，计算出电压表满偏时电阻箱R的阻值为________Ω，将电阻箱R阻值调为计算出的阻值，并在电压表满偏位置标为质量零刻度；计算出电压表示数U随物体的质量m变化的函数U=________（表达式中除m外，其余物理量均代入数值），并根据函数关系完成表盘定标；新表盘刻度值分布满足________（填“均匀分布”、“左密右疏”或“左疏右密”）； （3）对标定方案进行评估时，若采用方案二定标的表盘进行读数，则测量值________（选填“>”、“<”或“=”）物体质量的真实值。 【答案】（1）最大值 （2） ①. 48.0 ②. ③. 左疏右密 （3）> 【解析】（1）在闭合开关之前，为了保护电路，应将电阻箱R调到最大值，这样可以使电路中的电流最小，防止过大电流损坏元件。 （2）[1][2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 当电压表满偏U=3V，由图（a）可知当压力F=0时，，E=6V，r=2，代入可得R=48.0； 由图（a）可得与F的关系为=50-F 因为F=mg 所以有=50-mg 再根据闭合电路欧姆定律可得 联立代入数据可得 由此可知U与m不是线性关系，U随m的变化越来越慢，所以新表盘刻度值分布满足左疏右密； （3）方案二是在理想电压表的基础上推导的，而实际电压表有内阻，会分流，使得测量的电压值比实际值偏小，根据U与m的关系 可知，测量值大于物体质量的真实值。 7. (山东青岛2025年高三年级第三次适应性检测)某同学要用一气敏电阻制作甲醛气体浓度报警器。首先通过实验获得气敏电阻。随甲醛浓度η变化的关系，为此他设计了如图甲所示电路。实验可供选择的器材如下： A、电源E（电动势6V，内阻不计） B、电压表（量程3V，内阻为2kΩ） C、电压表（量程6V，内阻约5kΩ） D、滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流0.2A） E、滑动变阻器（最大阻值2kΩ，额定电流0.2A） F、开关、导线若干 （1）在图甲电路中，滑动变阻器应选择______（选填器材前序号）； （2）根据实验测得数据，描绘出的图像如图乙所示。当甲醛浓度为安全上限时，电压表、读数分别为2.30V、5.29V，则甲醛安全浓度上限为______； （3）该同学利用该气敏电阻设计了如图丙所示的报警电路，用来检测室内甲醛是否超标。电路中蜂鸣器的电阻可视为无穷大，电源电动势（内阻不计），接通电路后当蜂鸣器两端电压达到4.5V时报警，则的阻值为______kΩ（保留2位有效数字）。要使报警器在甲醛浓度更低时报警，则应将______（选填“调大”“调小”或“不变”）。 【答案】（1）D （2） （3） ①. 0.87 ②. 调小 【解析】 （1）在图甲电路中，采用的是滑动变阻器的分压接法；为了能更好地调节电压，滑动变阻器的总电阻应远小于与它并联部分的电阻，滑动变阻器应选择总电阻较小的。 故选择D。 (2)根据串并联电路的特点可得气敏电阻两端的电压 通过气敏电阻的电流 由欧姆定律可得气敏电阻的阻值 则从图乙中可查得当时，甲醛安全浓度上限为 (3)当蜂鸣器两端电压达到4.5V时报警，即两端的电压为4.5V，则两端的电压为 由电阻之比等于电压之比 可得 从图乙可知甲醛浓度越低，气敏电阻越小；根据串联电路分压规律 要使报警器在甲醛浓度更低时报警（仍为4.5V），则应将调小。 8. （2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度取。 （1）根据弹簧弹力与形变量关系图线可知，弹簧的劲度系数_____________。（保留两位有效数字）。根据图丙读数可知小车的质量为_____________。（小数点后保留一位）。 （2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向_____________（填“左”或“右”）、大小为_____________。 （3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将_____________。（选填“不变”“增大”或“减小”） 【答案】（1） ①. 20 ②. 0.2 （2） ①. 左 ②. 5 （3）增大 【解析】（1）[1]根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数 [2]根据图丙读数可知小车的重力为2.0N，则质量为0.2。 （2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则弹簧被压缩，弹力向左，则小车的加速度方向为水平向左、大小为 （3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，根据 则相同的形变量时小车的加速度变大，那么该加速度测量仪的量程将增大。 9.某同学设计了一种“自动限重器”，如图甲所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙所示。当货架承受的压力达到限定值时，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电动势E＝6 V，r＝2 Ω，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题： （1）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。 （2）当电磁继电器线圈中的电流大小为15 mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800 N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为　 　Ω。 答案：（1） （2）318 解析：（1）连接电路如图所示。 （2）R1与R2串联，有I1＝I2＝Imax＝15 mA＝0.015 A 根据闭合电路欧姆定律得R1＋R2＋r＝ 由题图乙可知，F＝800 N时，R1＝80 Ω，所以R2＝ －r－R1＝ Ω＝318 Ω，即滑动变阻器R2的最大阻值至少为318 Ω。 10.某同学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＝3 V，继电器线圈由漆包线绕成，其电阻R0＝40 Ω。当线圈中的电流大于等于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）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱　B　相连，指示灯的接线柱D应与接线柱　A　相连；（均选填“A”或“B”） （2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”），继电器的磁性将　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”），当环境温度达到　100　℃时，警铃报警； （3）如果要使报警电路在更低的温度就报警，下列方案可行的是　B　。 A.适当减小U1 B.适当增大U1 C.适当减小U2 D.适当增大U2 答案 （1）A （2） 减小 增大 100 （3）B 解析：（1）由题意可知，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，所以题图甲中警铃的接线柱C应与接线柱B相连；由题意知，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，所以指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。 （2） 由题图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小。热敏电阻阻值减小，电压不变，电流将增大，则继电器的磁性将增大。由题意可知，当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响，当电流等于50 mA时，热敏电阻的阻值为R＝－R0＝20 Ω，则由题图乙可知，当热敏电阻阻值为20 Ω时，温度为100 ℃。 （3）由题图乙可知，温度越低，对应热敏电阻的阻值越大，要使报警电路在更低的温度就报警，即热敏电阻的阻值大于20 Ω时，线圈中的电流就大于等于50 mA，可适当增大U1，故B正确，A错误；U2的作用是为指示灯或警铃提供电能，所以U2与报警电路的报警温度无关，故C、D错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027高考物理一轮复习100考点精练 第十五章 交变电流、电磁振荡与电磁波、传感器 考点15.7利用传感器制作简单的自动控制电路 【考点精练】 1.（2026山东青岛期末）小明将教材描述的电感式微小位移传感器改装成一个加速度测量仪，结构如图甲所示，滑块可在框架中左右平移，两侧与完全相同的弹簧连接，框架静止时弹簧处于原长状态，和滑块刚性连接的软铁芯可在线圈中随滑块左右平移。改装过程如下： (1) 为了使加速度测量仪正常工作，AB间应接入的是_________。 A．直流恒压电源 B．交流恒压电源 C．交流电流表 D．直流电流表 (2)将框架和线圈固定在气垫导轨小车上，借助加速度传感器记录小车的加速度a和对应电流表的示数I。改变小车的加速度，重复实验，记录多组a、I数据，画出a—I图像，如图乙所示。所用电流表0刻线在表盘最左端，根据获得的数据，在电流表表盘相应刻度处标注加速度值，则加速度表盘中、两刻度正中央刻线对应的加速度值________。 A．大于 B. 小于 C. 等于 D. 等于 (3)当被测物体向左加速时，线圈的自感系数________（选填“变小”“变大”或“不变”），指针将向________（选填“左”或“右”）偏转。 2 （2026山东东营模拟）某学习小组想利用霍尔元件（载流子为电子）和灵敏电流计改装一个磁感应强度测量计。实验电路如图所示，匀强磁场垂直于元件的前后工作面，工作电源通过左右侧面为霍尔元件提供电流，记录不同磁感应强度B对应的灵敏电流计示数I。灵敏电流计（0-1mA，内阻r=300Ω），已知电流从左侧流入灵敏电流计时，指针向左偏转。 (1)霍尔元件单位体积中自由电子的个数为n，电子电荷量为e，元件三个棱长分别为a、b、c（如图所示），电流表示数为，当磁感应强度为B时，灵敏电流计（内阻r）示数I，不计霍尔元件电阻，则B与I的关系式为________（结果用题中字母表示） (2)按图示操作时，灵敏电流计指针向_______偏转（填“左”或“右”） (3)磁感应强度测量计灵敏度可用表示，实验中要使灵敏度增大，可将滑动变阻器R的触头P向_______滑动（填“左”或“右”） (4)若将磁感应强度计的量程扩为原来的10倍，可在灵敏电流计上_______联（填“串”或“并”）一个R=_______的电阻。 3．（2026江苏苏州模拟）某兴趣小组欲利用加速度传感器测定一个电源的内阻，设计了如图甲所示的测量电路。质量为的加速度传感器穿过光滑的水平横杆，劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接传感器。电源电动势为E，内阻未知，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L。主要实验步骤如下： ①按图甲连接电路，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器的正中间，闭合开关，此时电流表指针如图乙所示； ②使系统以某一恒定加速度水平运动，利用加速度传感器测出此时的加速度（以向右为正方向），记录电流表示数； ③重复步骤②，改变系统加速度，得到多组、的测量数据； ④断开开关，整理器材。 回答下列问题： (1)步骤①中电流表示数为__________A； (2)若系统从静止开始向右加速，则电流表示数将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)当加速度传感器示数为a（a>0）时，弹簧的形变量为，则滑动变阻器接入电路的有效阻值为__________（用L、x、R表示）； (4)利用图像来处理获得的多组实验数据，若以为纵轴，以为横轴，通过描点可以做出如图丙所示的线性关系图像，图像纵截距为-b。根据题目中所给的字母，可得该电源的内阻为__________（用m、R、k、L、b表示）； (5)若考虑电流表的内阻，对电源内阻的测量结果__________（选填“有”或“无”）影响，并说明理由：_________________________________________________。 4 （2026重庆一诊）小金同学想设计一个简易电路来实时测量空气中的燃气浓度。他在实验室找到了一种可以制作燃气传感器的理想材料——铂丝线圈，这种材料的特性如下： ①铂丝线圈在0°C时阻值为100Ω，在0°C~850°C范围内铂丝线圈的阻值和温度保持高度线性关系； ②表面涂有某种催化剂的铂丝线圈只要能维持500℃以上的高温，可燃气体与之接触就会发生无焰燃烧，燃烧释放的热量会使铂丝线圈的温度升高从而导致其电阻增大； ③铂丝线圈的温度变化与燃气浓度的关系式为：△t=kC（C表示燃气的体积浓度，k为比例系数）。 (1)小金同学首先设计了如图甲所示的电路，通过特殊装置改变铂丝线圈的温度并测出该温度下的阻值，某次温度稳定后，闭合开关，将掷向1，调节滑动变阻器，使电流表指针指向适当的位置，此时电流表读数为，接着将掷向2，调节电阻箱，使电流表的读数为___________，此时电阻箱的读数就是铂丝线圈的阻值。改变铂丝线圈的温度，重复以上操作，可获得多组铂丝线圈的阻值和温度的数据，作出R—t图像如图乙所示，根据R—t图像推算铂丝线圈在500℃高温时的阻值为___________Ω。 (2)将铂丝线圈连接到如图丙所示的电路中，闭合开关S，由于电流表内阻很小，只需将电源的输出电压调整为8.4V，就可以让线圈达到可燃气体燃烧所需要的最低温度500℃，此时电流表的示数为___________A，该刻度即为燃气刻度的零刻度，之后只要空气中存在可燃气体，就会在铂丝线圈表面燃烧从而导致线圈温度升高，电阻增大，电流表示数就会发生相应的变化，根据以上信息可以得到本电路中电流和燃气浓度的关系式即：I=___________，就可以把每一个电流值改成与之对应的燃气浓度值，这就得到了一个可以实时测量的燃气浓度表。 5．（广东省广州市2025届高三下学期物理6月保温训练）某兴趣学习小组根据所学的电学原理，利用相同的器材，自制了如图所示两种不同的电子秤。实验器材有： 直流电源（电动势为，内阻为）； 理想电压表V（量程为3.0V）； 限流电阻； 竖直固定的滑动变阻器（总长，总阻值）； 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的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦，弹簧劲度系数）； 开关以及导线若干。 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处，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。重力加速度取，不计摩擦和其他阻力。） (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 ；该电子秤的最大可测质量均为 。 (2)当电压表的指针刚好指在表盘刻度的正中间时，如左图所示的第一套方案电子秤测得质量为 ，如右图所示的第二套方案电子秤测得质量为 。 (3)第 （填“一”或“二”）套方案更为合理，理由是 。 6. （2025年5月成都三诊）某实验小组利用压力传感器制作一个简易的台秤来测量物体的质量。小组测得某传感器阻值RF随压力F的变化规律如图（a）所示，并设计了如图（b）所示的电路。制作台秤的关键步骤是在电压表表盘刻度上重新标记以kg为单位的质量刻度，这个步骤称为表盘定标。已知电源电动势E为6V，内阻r为2Ω，电压表V的量程为0~3V，电阻箱R的调节范围为0~999.9Ω，重力加速度大小为g=10m/s2。小组同学提出了两种不同的定标方案，具体操作如下： （1）方案一：采用实验测量法完成表盘定标 ①闭合开关之前，将电阻箱R调到________（填“最小值”或“最大值”）； ②压力传感器上未放置物体，闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电压表Ⓥ满偏，指针所在位置标为质量零刻度； ③保持电阻箱阻值不变，改变压力传感器上物体的质量，同时记录下电压表示数U和物体质量m，利用测量数据完成表盘定标。 （2）方案二：采用理论推导法完成表盘定标 若将电压表视为理想电压表，结合图（a）、图（b）信息，计算出电压表满偏时电阻箱R的阻值为________Ω，将电阻箱R阻值调为计算出的阻值，并在电压表满偏位置标为质量零刻度；计算出电压表示数U随物体的质量m变化的函数U=________（表达式中除m外，其余物理量均代入数值），并根据函数关系完成表盘定标；新表盘刻度值分布满足________（填“均匀分布”、“左密右疏”或“左疏右密”）； （3）对标定方案进行评估时，若采用方案二定标的表盘进行读数，则测量值________（选填“>”、“<”或“=”）物体质量的真实值。 7. (山东青岛2025年高三年级第三次适应性检测)某同学要用一气敏电阻制作甲醛气体浓度报警器。首先通过实验获得气敏电阻。随甲醛浓度η变化的关系，为此他设计了如图甲所示电路。实验可供选择的器材如下： A、电源E（电动势6V，内阻不计） B、电压表（量程3V，内阻为2kΩ） C、电压表（量程6V，内阻约5kΩ） D、滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流0.2A） E、滑动变阻器（最大阻值2kΩ，额定电流0.2A） F、开关、导线若干 （1）在图甲电路中，滑动变阻器应选择______（选填器材前序号）； （2）根据实验测得数据，描绘出的图像如图乙所示。当甲醛浓度为安全上限时，电压表、读数分别为2.30V、5.29V，则甲醛安全浓度上限为______； （3）该同学利用该气敏电阻设计了如图丙所示的报警电路，用来检测室内甲醛是否超标。电路中蜂鸣器的电阻可视为无穷大，电源电动势（内阻不计），接通电路后当蜂鸣器两端电压达到4.5V时报警，则的阻值为______kΩ（保留2位有效数字）。要使报警器在甲醛浓度更低时报警，则应将______（选填“调大”“调小”或“不变”）。 8. （2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度取。 （1）根据弹簧弹力与形变量关系图线可知，弹簧的劲度系数_____________。（保留两位有效数字）。根据图丙读数可知小车的质量为_____________。（小数点后保留一位）。 （2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向_____________（填“左”或“右”）、大小为_____________。 （3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将_____________。（选填“不变”“增大”或“减小”） 9.某同学设计了一种“自动限重器”，如图甲所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙所示。当货架承受的压力达到限定值时，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电动势E＝6 V，r＝2 Ω，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题： （1）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。 （2）当电磁继电器线圈中的电流大小为15 mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800 N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为　 　Ω。 10.某同学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＝3 V，继电器线圈由漆包线绕成，其电阻R0＝40 Ω。当线圈中的电流大于等于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）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱　B　相连，指示灯的接线柱D应与接线柱　A　相连；（均选填“A”或“B”） （2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”），继电器的磁性将　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”），当环境温度达到　100　℃时，警铃报警； （3）如果要使报警电路在更低的温度就报警，下列方案可行的是　B　。 A.适当减小U1 B.适当增大U1 C.适当减小U2 D.适当增大U2 1 学科网（北京）股份有限公司 $