2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)（人教版）實(shí)驗(yàn)十六 利用傳感器制

第4課時(shí)傳感器

實(shí)驗(yàn)十六：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置

【目標(biāo)要求】1.掌握制作傳感器的常用元件：光敏電阻、熱敏電阻、金屬熱電阻、電阻應(yīng)變片、

霍爾元件的基本特性及工作原理。2.探究傳感器的工作原理及傳感器應(yīng)用的一般模式。3.能利

用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置。

考點(diǎn)一常見(jiàn)的傳感器

一、傳感器及其工作原理

1.傳感器的工作原理：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)量，并能把它們按

照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號(hào)輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流

等電之量,或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、

處理和控制。

傳感器應(yīng)用的一般模式如圖所示：

2.傳感器的核心元件

(1)敏感元件：能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分。

(2)轉(zhuǎn)換元件：能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電值號(hào)的部分。

(3)信號(hào)調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路；能把輸出的微弼的電信號(hào)放大的部分。

3.傳感器的分類(lèi)

工作原理舉例

利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)感知并力傳感器、磁傳感器、聲傳感

物理傳感器

檢測(cè)出待測(cè)對(duì)象信息器等

利用電化學(xué)反應(yīng)原理,把無(wú)機(jī)或有機(jī)化學(xué)

化學(xué)傳感器離子傳感器、氣體傳感器等

物質(zhì)的成分、濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)

利用生物活性物質(zhì)的選擇性來(lái)識(shí)別和測(cè)酶?jìng)鞲衅鳌⑽⑸飩鞲衅鳌⒓?xì)

生物傳感器

定生物化學(xué)物質(zhì)胞傳感器等

二、常見(jiàn)敏感元件

1.光敏電阻

⑴特點(diǎn)：一般情況下，光照越強(qiáng)，電阻越小。

(2)原因：光敏電阻的構(gòu)成物質(zhì)為半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，我流子極少，導(dǎo)電性能差；隨著光

照的增強(qiáng),載流子增多，導(dǎo)電性變好。

⑶作用：把比照強(qiáng)我這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為曳阻這個(gè)電學(xué)量c

2.熱敏電阻和金屬熱電阻

(1)熱敏電阻

熱敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻減小,如圖甲所

示為某?熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線。

(2)金屬熱電阻

有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱(chēng)為熱電阻，

如圖乙所示為某金屬導(dǎo)線電阻的溫度特性曲線。

(3)作用：熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。

注意：在工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻

值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器。

3.電阻應(yīng)變片

(1)電阻應(yīng)變片的作用：電阻應(yīng)變片能夠把物體心變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為蛔這個(gè)電學(xué)量。

(2)電子秤的組成及敏感元件：由金屬梁和電阻應(yīng)變片組成,敏感元件是應(yīng)變片。

(3)電子秤的工作原理

金屬梁自由端芟麗司金屬梁發(fā)生彎曲R國(guó)片的電阻變化

=＞兩應(yīng)變片上電壓的若值變化

4.霍爾元件的應(yīng)用

霍爾元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的一種磁敏元件。一般用于電機(jī)中測(cè)定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，如錄

像機(jī)的磁鼓、電腦中的散熱風(fēng)扇等。

(I)霍爾元件的工作原理：E、F間通入恒定的電流/,同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)8,薄片中

的載流了就在洛倫茲力作用下，向著與電流和磁場(chǎng)都垂直的方向漂移，使M、N間出現(xiàn)電壓

(如圖所示)。

(2)霍爾元件在電流、電壓穩(wěn)定時(shí)，載流子所受靜電力和洛倫茲力二力平衡。

(3)霍爾電壓：出=號(hào)("為薄片的厚度，々為霍爾系數(shù))。其中UH與8成正比，所以霍爾元

件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。

1.傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件。（J）

2.傳感器只能感受溫度和光兩個(gè)物理量。（X）

3.隨著光照的增強(qiáng)，光敏電阻的電阻值一定逐漸增大。（X）

4.電子杵所使用的測(cè)力裝置是力傳感器，它是把力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。（V）

【例1】（多選）（2023?浙江1月選考14）下列說(shuō)法正確的是（）

A.利用電容傳感器可制成麥克風(fēng)

B.物體受合外力越大，則動(dòng)量變化越快

C.利用紅外傳感器可制成商場(chǎng)的自動(dòng)門(mén)

D.牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用，則動(dòng)量守恒定律也不適用

答案ABC

解析聲音使振動(dòng)膜片振動(dòng)，改變兩極板間距離，使聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，則利用電容傳

感器可制成麥克風(fēng)，故A正確；由動(dòng)量定理有/合/=△〃，可得號(hào)=/合，可知物體受合外力

越大，則動(dòng)量變化越快，故B正確；人體可以向外界釋放紅外線，感應(yīng)裝直接收到紅外線后，

可以開(kāi)門(mén)，則利用紅外傳感器可制成商場(chǎng)的自動(dòng)門(mén)，故C正確；牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀

低速問(wèn)題，不適用于微觀高速問(wèn)題，而動(dòng)量守恒定律既適用于低速宏觀問(wèn)題，也適用于高速

微觀問(wèn)題，故D錯(cuò)誤。

【例2】（2022?北京卷?13）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫(kù)水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的

R和&，其中一個(gè)是定值電阻，另一個(gè)是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對(duì)壓

力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)。、沙兩端的電壓大于S時(shí)，控制開(kāi)關(guān)

自動(dòng)開(kāi)啟低水位預(yù)警：當(dāng)。、〃兩端的電壓小于S（3、S為定值）時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)啟高

水位預(yù)警。下列說(shuō)法正確的是（）

A.Ux<lJ2

B.此為壓力傳感器

C.若定值電阻的阻值越大，開(kāi)啟高水位預(yù)警時(shí)的水位越低

D.若定值電阻的阻值越大，開(kāi)啟低水位預(yù)警時(shí)的水位越高

答案C

解析由題意可知水位越高，對(duì)壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。控制開(kāi)

關(guān)自動(dòng)開(kāi)啟低水位預(yù)警，此時(shí)水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于4、力兩端此時(shí)的電

壓大于U1,根據(jù)申聯(lián)電路電壓分布特點(diǎn)可知，品為壓力傳感器，故高水位時(shí)壓力傳感器的電

阻值變小，壓力傳感器R兩端電壓變小，U>U2,A、B錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,

EE

。、b兩端的電壓為t/=T-TT-/?|=,若定值電阻的阻值越大，當(dāng)開(kāi)啟低水位預(yù)警。、b

AI-TA2

兩端的也壓大于Ui時(shí)，壓力傳感器阻值&越大，水位越低：當(dāng)〃、人兩端的電壓小于S開(kāi)

啟高水位預(yù)警時(shí)，壓力傳感器阻值R越大，水位越低，C正確，D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置

【例3】(2023?四川內(nèi)江市模擬)純電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池的安全性，主要體現(xiàn)在對(duì)其溫度的控制

上，當(dāng)電池溫度過(guò)高時(shí)，必須立即啟動(dòng)制冷系統(tǒng)進(jìn)行降溫。圖甲是小明設(shè)計(jì)的模擬控溫裝置

示意圖，電磁繼電器與熱敏電阻用、滑動(dòng)變阻器降吊聯(lián)接在電壓為5V的電源(不計(jì)內(nèi)阻)兩

端。當(dāng)電磁鐵線圈(電阻不計(jì))中的電流/大于或等于20mA時(shí)，銜鐵被吸合，熱敏電阻置于

溫度監(jiān)測(cè)區(qū)域，其阻值Ri與溫度/的關(guān)系如圖乙所示，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為200工，貝lj：

(I)圖甲中應(yīng)將力端與(選填“a”或％”)端相連；

(2)若設(shè)置電池溫度為50C時(shí)啟動(dòng)制冷系統(tǒng)，則滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)為C：

(3)該電路可設(shè)置啟動(dòng)制冷系統(tǒng)的最高溫度是

答案(l)c(2)150(3)73

解析(1)由題意可知，當(dāng)控制電路電流達(dá)到20mA時(shí)銜鐵被吸合，制冷系統(tǒng)工作，所以題圖

甲中，應(yīng)將力端與。端相連。

(2)若設(shè)置電池溫度為50°C啟動(dòng)制冷系統(tǒng)，由題圖乙可知，當(dāng)溫度為50℃時(shí)，Rt的阻值為100

E5V

C,此時(shí)控制電路的總。阻/ZU入1［U仆］AA=250。，由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律，滑動(dòng)變阻器

接入的電阻為

昨=/?一凡=250Q-100Q=I5OC。

(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值200Q時(shí)，熱敏電阻的阻值凡'=R_RP'=250。一200Q=

50Q,由題圖乙可知此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為73℃,所以此時(shí)該電路可設(shè)置啟動(dòng)制冷系統(tǒng)的最高溫

度是73C。

考點(diǎn)三含傳感器的電學(xué)實(shí)驗(yàn)

［例4］(2022?重慶卷1)某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時(shí)，其阻值隨溫度的變化關(guān)

系。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0pA,主要實(shí)驗(yàn)器材有：恒壓直流電源區(qū)

加熱器、測(cè)溫儀、熱敏電阻Rr、可變電阻尺、電流表A、電壓表V。

（1）用加熱器調(diào)節(jié)RT的溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為50.0pA,須調(diào)節(jié)（選

填一種給定的實(shí)驗(yàn)器材）。當(dāng)RT兩端未連接電壓表時(shí)，電流表示數(shù)為50.0卬\；連接電壓表后,

電流表示數(shù)顯著增大，須將原電壓表更換為內(nèi)阻（選填“遠(yuǎn)大于”“接近”或

“遠(yuǎn)小于”）隨阻值的電壓表。

⑵測(cè)得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示，由圖可得溫度從35.0°C變化到40.0℃的過(guò)程

中，阿的阻值隨溫度的平均變化率是kQ「C）（保留2位有效數(shù)字）。

答案（1）可變電阻吊遠(yuǎn)大于（2）-1.2

解析（1）由題知恒壓直流電源￡的電動(dòng)勢(shì)不變，而用加熱器調(diào)節(jié)燈的溫度后，導(dǎo)致整個(gè)回

路的總電阻改變，而要確保電流表的示數(shù)仍為50.0gA,則需控制整個(gè)回路的總電阻不變,

故須調(diào)節(jié)可變電阻吊。

連接電（壓表后，電流表示數(shù)顯著增大，則說(shuō)明也壓表與所并聯(lián)后農(nóng)學(xué)減小，則根據(jù)并聯(lián)電阻

的關(guān)系有R怎=萬(wàn)嚕—一—

則要保證R總不變，須將原電壓表更換為內(nèi)阻遠(yuǎn)大于RT阻值

ATIAV

的電壓表。

⑵實(shí)險(xiǎn)設(shè)定恒定電流為50.0RA,由題圖可得溫度為35.（）°C時(shí)電壓表的電壓為1.58V,則根

據(jù)歐姆定律可知此時(shí)熱敏電阻R^=31.6kC：溫度為4（）.0°C時(shí)電壓表的電壓為l.28V,則根

據(jù)歐姆定律可知此時(shí)熱敏也阻RT2=25.6kC,則溫度從35.0℃變化到40.0℃的過(guò)程中，

ARr

的阻值隨溫度的平均變化率是％=黃=一1.2kC℃「，負(fù)號(hào)表示隨著溫度升高RT的阻值減

小。

IW5］（2023?湖南卷?12）某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量微小

壓力的裝置，其電路如圖（a）所示，R、R”R為電阻箱，品為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，C、

D間連接電壓傳感器（內(nèi)阻無(wú)窮大）。

⑴先用歐姆表“X100”擋粗測(cè)燈的陽(yáng)值，示數(shù)如圖（b）所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是。；

⑵適當(dāng)調(diào)節(jié)R、&、心,使電壓傳感器示數(shù)為0,此時(shí)，陣的阻值為（用R、R、

尺3表小）；

（3）依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)跌碼加載到壓力傳感器上（壓力傳感器上所受壓力大小等于跌碼重力大

小），讀出電壓傳感器示數(shù)U,所測(cè)數(shù)據(jù)如下表所示：

次數(shù)123456

跌碼質(zhì)量〃?/g0.00.51.01.52.02.5

電壓U/mV057115168220280

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點(diǎn)，繪制u—〃?關(guān)系圖線；

(4)完成前面三步的實(shí)驗(yàn)工作后，該測(cè)量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜壓力傳

感器上施加微小壓力Fo,電壓傳感器示數(shù)為200mV,則后大小是N(重力加速度取

9.8mH,保留2位有效數(shù)字);

(5)若在步驟(4)中換用非理想亳伏表測(cè)量C、。間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小

壓力P，此時(shí)非理想毫伏表讀數(shù)為200mV,則Fi尺(填“〉”“二”或“v”)。

答案(1)1000(2喈(3)見(jiàn)解析圖

(4)1.7X10-2(5)>

解析(1)歐姆表讀數(shù)為10X100Q=1(XX)Q

(2)當(dāng)電壓傳感器讀數(shù)為零時(shí)，C、。兩點(diǎn)電勢(shì)相等，則告=華，解得再=華

ArA3A2

(3)繪出U-m圖像如圖所示

(4)由圖像可知，當(dāng)電壓傳感器的讀數(shù)為200mV時(shí)，所放物體質(zhì)量為1.75g,則

Fo=mg=1.75X1(廠3x9.8N21.7X10-2N

(5)可將C、。以外的電路等效為新的電源，C、。兩點(diǎn)電壓看作路端電壓，C、。接非理想電

壓傳感器，當(dāng)讀數(shù)為200mV時(shí)，實(shí)際C.D間斷路(接理想電壓傳感器時(shí))時(shí)的電壓大于200mV,

則此時(shí)壓力傳感器的讀數(shù)F|>F0o

課時(shí)精練

IET基礎(chǔ)落實(shí)練

1.基于“巨磁電阻效應(yīng)”開(kāi)發(fā)的用于讀取硬盤(pán)數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正

應(yīng)用。在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()

A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中

B.光敏電阻是一種光電傳感器

C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中

D.電阻在電路中主要起到通過(guò)直流、阻礙交流的作用

答案D

解析熱敏電阻對(duì)溫度很敏感，可用于溫度測(cè)控裝置中，光敏電阻對(duì)光照很敏感，是一種光

電傳感器，電阻絲可用于電熱設(shè)備中，所以A、B、C三個(gè)說(shuō)法均正確；交流電、直流電均

可通過(guò)電阻，電阻對(duì)它們均可產(chǎn)生阻礙作用，所以D錯(cuò)誤。

2.(2023?北京市人大附中檢測(cè))物理學(xué)中用照度描述光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度的單位

為IX。某實(shí)驗(yàn)室采用光敏電阻制作光控開(kāi)關(guān)來(lái)控制照明系統(tǒng)，光敏電阻在不同照度下的阻值

如下表。控制電路原理如圖甲所示，電路中的電阻體和&,其中一個(gè)是定值電阻，另一個(gè)

是光敏電阻，已知直流電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻不計(jì)，實(shí)驗(yàn)室某口的照度隨時(shí)間變化曲線如

圖乙，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)兩端電壓U22V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。則下列說(shuō)法正確的是

（）

照度/1X0.20.40.60.81.01.2

電阻/kC754024201815

A.R為定值電阻，以為光敏電阻

B.照度越大，該電路控制開(kāi)關(guān)兩端的電壓越大

C.若將定值電阻的阻值變?yōu)?0kC,該天6：00后照明系統(tǒng)即可工作

D.該電路中定值電阻阻值越大，該天的照明系統(tǒng)工作的時(shí)間越短

答案D

解析當(dāng)控制開(kāi)關(guān)兩端電壓，/22V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，可知照度小時(shí)，控制

開(kāi)關(guān)兩端電壓大；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知照度小時(shí)，光敏電阻阻值大，則R為光敏電阻，尺為定

值電阻；照度越大，光敏電阻凡阻值越小，該電路控制尹關(guān)兩端的電壓越小，故A、B錯(cuò)誤：

若將定值也阻的限值變?yōu)?0kQ,由串聯(lián)電路分壓規(guī)律知控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)光敏電?阻為40

kQ,此時(shí)對(duì)應(yīng)照度為0.4k,根據(jù)題圖乙可知該天系統(tǒng)工作時(shí)間段為0?6:00、18:00?24:

00,故C錯(cuò)誤：該電路中定值電阻阻值越大，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)光敏電阻越大，此時(shí)對(duì)應(yīng)

照度越小，該天的照明系統(tǒng)工作的時(shí)間越短，故D正確。

3.（2024?湖北省模擬）如圖所示，虛線框內(nèi)為漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的原理示意圖：變壓器A處用火

線和零線平行繞制成線圈，然后接到用電器。B處有一個(gè)輸出線圈，一旦線圈8中有電流，

經(jīng)放大后便能推動(dòng)繼電器切斷電源。如果甲、乙、丙、丁四人分別以圖示方式接觸電線（裸漏

部分），甲、乙、丙站在木凳上，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器不會(huì)切斷電源

B.乙會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器會(huì)切斷電源

C內(nèi)會(huì)發(fā)生觸電事故，紙電器會(huì)切斷電源

D.丁會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器會(huì)切斷電源

答案D

解析從題圖中可知A線圖是用火線和零線雙股平行線繞制成線圖，正常情況下火線和零線

中電流方向相反、大小相等，線圖A產(chǎn)生的總磁通量為零，當(dāng)漏電時(shí)，火線和零線中電流方

向相反、大小不等，線圈A產(chǎn)生的總磁通量不為零，增加了，故會(huì)在線圖8中產(chǎn)生感應(yīng)電流，

經(jīng)放大后便能推動(dòng)繼電器切斷電源。甲、乙站在木髡上（人與地絕緣）接觸火線時(shí)，火線和零

線中電流方向相反、大小相等，線圖A產(chǎn)生的總磁通量為零，線圖B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，繼

電器均不會(huì)切斷電源，甲、乙不會(huì)發(fā)生觸電事故，但丙雙手接觸“火線與零線”會(huì)觸電（人與

地絕緣），火線和零線中電流方向相反、大小相等，線圈A產(chǎn)生的總磁通量為零，線圖3中

不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故繼巳器不會(huì)切斷電源，但人會(huì)觸電，A、B、C錯(cuò)誤；當(dāng)丁如題圖中所

示接觸火線時(shí)會(huì)觸電，會(huì)導(dǎo)致一部分電流通過(guò)大地，火線和零線中電流方向相反、大小不等，

線圖A產(chǎn)生的總磁通量不為零，即增加了，故會(huì)在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大后便能推

動(dòng)繼電,器切斷電源，D正確。

4.圖甲是一種家用門(mén)窗防盜報(bào)警裝置，圖乙是干黃管元件。安裝時(shí)，在門(mén)的上沿嵌入一小塊

永磁體M,門(mén)框內(nèi)與M相對(duì)的位置嵌入干簧管SA,并將干簧管接入報(bào)警電路（蜂鳴報(bào)警器）,

睡覺(jué)前連接好電路，啟動(dòng)防盜報(bào)警裝置，當(dāng)門(mén)緊閉時(shí)，蜂鳴報(bào)警器不響，當(dāng)門(mén)被打開(kāi)時(shí)，蜂

鳴報(bào)警器發(fā)出聲音警報(bào)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）

A.當(dāng)門(mén)關(guān)閉時(shí)，干簧管兩簧片接通

B.干簧管可以由銅或銀等導(dǎo)電性能更好的材料制成

C.如將門(mén)上鑲嵌磁體的N、S極對(duì)調(diào)后，該報(bào)警器不能正常工作

D.本裝置是利用電磁感應(yīng)原理控制電路

答案A

解析干黃管為磁控開(kāi)關(guān)，當(dāng)門(mén)關(guān)閉時(shí)有磁體，干黃管兩黃片接通，故D錯(cuò)誤，A正確：銅

或銀不是磁性材料，則干簧管不可以由銅或銀等導(dǎo)電性能更好的材料制成，故B錯(cuò)誤；如將

門(mén)上鑲嵌磁體的N、S極對(duì)調(diào)后，不影響磁體吸引干簧管兩簧片，該報(bào)警器能正常工佐，故

C錯(cuò)誤。

5.（2023?福建福州市二模）電子溫度計(jì)的核心元件是熱敏電阻。某型號(hào)的熱敏電阻說(shuō)明書(shū)顯示

的Ri-t圖像如圖甲所示。學(xué)習(xí)小組想測(cè)量該熱敏電阻心在34?42c的阻值與溫度的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)器材有電源（輸出電壓恒為U=12.0V,不計(jì)內(nèi)阻），電流表A（量程/g=50mA,內(nèi)阻上

=50。）等，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖乙所示。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電流表滿偏；

②保持滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值不變，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,將燈做好防水處理后同溫度計(jì)一起

放進(jìn)燒杯里，燒杯中倒入溫水，當(dāng)溫度計(jì)示數(shù)為合適值時(shí)，讀出電流表示數(shù)/;

③水溫逐漸降低，讀出不同溫度下電流表示數(shù)/,填到記錄表格中。

請(qǐng)完成以下問(wèn)題；

（1）有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇，最大阻值分別為100200C,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇最大阻值為

C的滑動(dòng)變阻器。

（2）溫度為42°C時(shí)電流表指針如圖丙所示，讀數(shù)為/=mA,則測(cè)得的此溫度下熱

敏電阻的阻值RT=Q（保留1位小數(shù)）。

（3）小組利用此熱敏電阻和電磁繼電器設(shè)計(jì)一個(gè)溫度報(bào)警裝置，環(huán)境溫度低于42°C時(shí)報(bào)警指

示燈不亮，達(dá)到或超過(guò)42℃時(shí)指示燈亮，電路圖如圖丁所示。則指示燈應(yīng)連接在

（填“AB”或“CO"）問(wèn)。

答案⑴200（2）30.7150.9（3）CQ

解析（1）閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,當(dāng)電流表滿偏時(shí)有用=R+Q=240Q,因此可知滑

動(dòng)變阻器需要調(diào)節(jié)到190Q,則需選擇最大阻值為200c的滑動(dòng)變阻器。

（2）根據(jù)電流表的表盤(pán)刻度可知，該電流表的精度為1mA,因此讀數(shù)時(shí)需估讀到下一位，根

據(jù)指針?biāo)究勺x得電流表得示數(shù)為30.7mA：根據(jù)閉合電路歐姆定律有〃=/（a+廢+火），代

入數(shù)據(jù)解得RT*150.9Q。

（3）根據(jù)溫度報(bào)警器組裝的也路圖，當(dāng)溫度低于42°C時(shí)，熱敏電阻的阻值較大，電磁維電器

線圈中的電流較小，磁力不足以把銜鐵吸下，燈不亮，說(shuō)明報(bào)警指示燈連接在8間。

能力綜合練

6.（2023?河北省聯(lián)考）某科技興趣小組對(duì)具有自動(dòng)加水功能的家用電熱壺的原理十分感興趣，

于是自行設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)化的裝置示意圖和電路圖，如圖甲所示。該裝置可以實(shí)現(xiàn)在壺中的水

量不足時(shí)自動(dòng)加水，而在達(dá)到“預(yù)設(shè)水量”時(shí)，乂能夠自動(dòng)停止加水的bl的。底座可以承受

水壺和水的全部重量，底座壓在一個(gè)以。點(diǎn)為固定轉(zhuǎn)軸的L形杠桿上。杠桿A8。段水平，

另一端與壓力傳感器Ri接觸，幻的阻值與壓力廠之間的關(guān)系圖像如圖乙所示。當(dāng)“控制電

路”的輸入端電壓大于等于1V時(shí)，能控制水泵的電機(jī)開(kāi)始工作，將水抽到水壺中。已知電

源的電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻為IC,R2為電阻箱（0?99.9C）,水壺中沒(méi)有水時(shí)，水壺和底座的總

質(zhì)量為0.5kg,重力加速度g取10m/s2,“控制電路”輸入端中的電流十分微弱，可以忽略,

杠桿絕緣且質(zhì)量不計(jì)，不考慮加水時(shí)水流的沖擊力。回答下列問(wèn)題：

（1）水龍頭往水壺加水的過(guò)程中，R的阻值逐漸，&兩端的電壓逐漸________（均選

填“增大”或“減小”）；為了實(shí)現(xiàn)上述功能，“控制電路”的輸入端應(yīng)該并聯(lián)在電路的

端點(diǎn)（選填“a、b”或%、d”

（2）該小組的同學(xué)調(diào)節(jié)底座與杠桿的接觸位置8,使圖甲中OA的長(zhǎng)度為。B長(zhǎng)度的2倍?，并

要求“預(yù)設(shè)水量”為IL（對(duì)應(yīng)的水的質(zhì)量為1kg）.已知電阻R受到的壓力產(chǎn)=黑下8,其中

6為杠桿上3點(diǎn)受到的壓力，則應(yīng)將&調(diào)節(jié)為。，此時(shí)R兩端的電壓為Vo

答案（1）減小增大a、b（2）24.04.8

解析（1）加水的過(guò)程中，豆力”變大，由題圖乙知，R的阻值逐漸減小，則電路總電阻逐漸

減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路電流逐漸增大，則&兩端的電壓逐漸增大；為了在

水量達(dá)到“預(yù)設(shè)水量”時(shí)電機(jī)停止工作，要使“控制電路”輸入端包壓隨水量的增加而減小，

則“控制電路”輸入端應(yīng)該連接電路的。、b端點(diǎn)。

⑵達(dá)到“預(yù)設(shè)水量”1L時(shí),水壺和水的總重力為G=（加木+/no）g=（l+O.5）XlON=15N,

壓力傳感器R］上的壓力為尸=第/8=<乂15N=7.5N,由題圖乙讀得凡的阻值為5.0Q,

由題意知達(dá)到“預(yù)設(shè)水量”時(shí)凡的電壓應(yīng)為IV,通過(guò)N的電流應(yīng)為/］==A=O.2A,則

J?U

E6

R,的限值應(yīng)為盾=/一4一/=77百Q(mào)-5.0Q-10=24.0Q,此時(shí)R,兩端的電壓為U>=hR)

1\U.2

=0.2X24.0V=4.8Vo

7.(2020.全國(guó)卷IIL23)已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10°C升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百

歐姆，某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電源E.開(kāi)關(guān)S、滑動(dòng)

變阻器最大阻值為20C)、電壓表(可視為理想電表)和亳安表(內(nèi)阻約為100Q)o

(1)在所給的器材符號(hào)之間畫(huà)出連線，組成測(cè)量電路圖。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和亳安表的示數(shù)，L算出

相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測(cè)量中電壓表和亳安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA,則此時(shí)

熱敏電阻的阻值為kC(保留2位有效數(shù)字)。實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度

［變化的曲線如圖(a)所示。

(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kC。由圖

⑶求得，此時(shí)室溫約為°C(保留3位有效數(shù)字)。

(4)利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖(b)所示。圖中，￡為直

流電源(電動(dòng)勢(shì)為10V,內(nèi)阻可忽略)；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過(guò)6.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警

器(圖中未畫(huà)；H)報(bào)警。若要求開(kāi)始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃,則圖中(選填“RJ或

“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為kQ(保留2位有效數(shù)字)。

答案(1)見(jiàn)解析圖(2)1.8⑶25.5

(4)尺1.2

解析(1)滑動(dòng)變阻器最大限值僅20Q,應(yīng)采用分壓式接法，電壓表為理想電表，應(yīng)采用更安

表外接法，測(cè)量電路圖如圖所示。

(2)熱敏電阻的阻值/?=￥=；；5匕力用kQo

(3)根據(jù)R—/圖像，R=2.2kC時(shí)，/約為25.5℃。

(4)輸出電壓變大時(shí)，R?兩端電壓變大，R兩端電壓變小。根據(jù)R-/圖像知，溫度升高時(shí)熱

敏電阻的阻值減小，則電路中電流變大，固定電阻兩端的電壓變大，所以固定電阻應(yīng)為

熱敏電阻應(yīng)為R,，=50℃時(shí)，4=0.8kC,根據(jù)串聯(lián)電路中電阻與電壓的關(guān)系可得等=