人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习
一、选择题
1．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）下列器件不是应用温度传感器的是( )
A．电熨斗 B．话筒 C．电饭锅 D．测温仪
2．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）下列器件是应用光传感器的是( )
A．鼠标器 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
3．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A．压敏性 B．光敏性
C．热敏性 D．三种特性都利用了
4．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）电梯门不会夹伤人的手，是因为电梯门安装了什么传感器( )
A．温度传感器 B．红外线传感器
C．压力传感器 D．生物传感器
5．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。该报警器利用的传感器是（ ）
A．力传感器 B．声传感器 C．位移传感器 D．光传感器
6．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量（如力、光等）的变化，转换为电学量（如电流、电压等）的变化，或电路的通断。它在自动控制中有着广泛的应用。关于制作传感器需要的元器件，下列说法正确的是( )
A．热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化
B．金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化
C．光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化
D．所有传感器都是由半导体材料制作的
7．（人教版物理高二选修2-2 5.3空调器同步练习）传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是（ ）
A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．声传感器
8．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）美国科学家WillarU S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件不属于传感器的是( )
A．干簧管 B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干电池
9．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示是一个基本逻辑电路。声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路．则下面说法正确的是（ ）
A．R2为光敏电阻，N为或门电路 B．R2为光敏电阻，N与门电路
C．R2为热敏电阻，N为或门电路 D．R2为热敏电阻，N为非门电路
10．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A．B灯变暗，A灯变亮 B．R0两端电压变大
C．电源路端电压变大 D．电源内压降变小
11．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示。电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
12．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次。此光计数器的基本工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
13．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中电压的有效值为
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数增大
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
14．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）不计电阻的线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．在t=0.01s，穿过该线圈的磁通量为零
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt（V）
C．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
D．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
15．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )
A．RM变大，且R越大，U增大越明显
B．RM变大，且R越小，U增大越明显
C．RM变小，且R越大，U增大越明显
D．RM变小，且R越小，U增大越明显
16．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程，下列装置属于这类传感器的是（ ）
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
17．（2015高二下·三原期中）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
18．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）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，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（ ）
A．若R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小
B．若R1固定，当环境温度降低时R1消耗的功率增大
C．若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量增大
D．若R1固定，环境温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小
19．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r＝1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2＝2Ω，R3＝5Ω，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A．当光照增强时，电源的效率增大
B．当光照增强时，电容器的电荷量减小
C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变
D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率U可能相同
20．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( )
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
二、填空题
21．（人教版物理高二选修3-2 6.3传感器的应用（二）同步练习）通常情况下，电阻的阻值会随温度的变化而改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量较高的温度。如图所示，电流表量程为0～25mA，电源电动势为3V，内阻不计。R为滑动变阻器，电阻Rt作为温度计的测温传感器。当t≥0℃时，Rt的阻值随温度t的变化关系为Rt=20+0.5t（单位为Ω）。先把Rt放入0℃环境中，闭合电键S，调节滑动变阻器R，使电流表指针恰好满偏，然后把测温探头Rt放到某待测温度环境中，发现电流表的示数为15mA，该环境的温度为 ℃；当把测温探头Rt放到460℃温度环境中，电路消耗的电功率为 W。
22．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k 。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′ 串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
①根据图甲，温度为t（t>0℃）时电阻R的大小为 。
②如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值
15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。
三、实验题
23．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）为了节能和环保，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）．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻（kΩ） 75 40 28 23 20 18
（1）根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线.
（2）由图线可知阻值随照度变化的特点是： ．
（3）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统。
光敏电阻RP（符号 ，阻值见上表）；
提供的器材如下：直流电源E（电动势3 V，内阻不计）；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ；
开关S及导线若干．图中定值电阻应该选择： ．
（4）请在虚线框内完成电路原理图．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
四、计算题
24．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起做匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘．从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图．图中横坐标为时间轴，读数为3秒/格，纵坐标为磁感应强度．
（1）请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；
（2）请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台向心加速度．
25．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中．求：
（1）系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式．
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
（3）若电压表指针指在满刻度的 位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】电熨斗、电饭锅、测温仪是应用温度传感器，话筒是应用声传感器。
故选B
【分析】本题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题．
2．【答案】A,B
【知识点】传感器
【解析】【解答】测温仪应用温度传感器，电子秤是应用力传感器，AB应用了光传感器。
故选AB
【分析】本题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题．
3．【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】灯要求夜晚亮、白天熄．则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现自动控制，因此是利用半导体的光敏性。
故选B
【分析】本题考查半导体的光敏性。
4．【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】电梯门上装有的传感器是利用力学传感器(导体应变片技术)来测量物体对应变片的压力，从而达到电梯门碰到人手的时候，即有较小作用力时电梯门自动弹开的目的．因此C正确，ABD错误．
故选C
【分析】本题考查了传感器的工作原理，明确传感器的工作原理即可正确解题．
5．【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，故该报警器利用的传感器是光传感器，D正确。
故选D
【分析】本题考查了传感器的工作原理，明确传感器的工作原理即可正确解题．
6．【答案】A,B,C
【知识点】传感器
【解析】【解答】热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻等都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变化，从而实验电路中电流或电压的变化的，故A、B、C都是正确的；而并非所有的传感器都是由半导体材料制成的，半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器，故D错误。
故选ABC
【分析】传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量; 半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器.
7．【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器．故C正确，ABD错误；
故选：C
【分析】传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量．
8．【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】干簧管能将磁场的变化转化为电路的通断，热敏电阻可以把温度转化为电学量，而霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量，故ABC均是传感器，故ABC错误．干电池是电源，能给两极提供电势差的设备，不是传感器，故D正确.
故选D
【分析】考查了传感器在生产、生活中的应用．
9．【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】根据题意可知：要使小灯泡发光，则要具备两个条件，一是晚上，而是有声音，声音电阻R2的为光敏电阻，两个条件缺一不可是与的关系，所以N为与逻辑电路，故B正确。
故选B
【分析】考查了简单的逻辑电路；闭合电路的欧姆定律；传感器在生产、生活中的应用．
10．【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】增加光照强度时，Rt阻值减小，电路的总电阻减小，总电流变大，电源内压降变大，路端电压减小，所以A灯变暗，A灯的电流减小，R0上的电流变大，则R0上的电压变大，所以B灯的电压减小，B灯变暗。选项B正确。
故选B
【分析】本题利用用全电路欧姆定律对电路进行动态分析。
11．【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】 当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，由图乙知R2的阻值变小，外电路总电阻变小，由 可知总电流I总变大，由E=U+Ir可知电源的内电压变大，路端电压变小，即U变小。电路中并联部分的电压U并=E-I总（R1+r），因为I总变大，其他量不变，则U并变小， I变小。故D正确，A、B、C错误；
故选D
【分析】本题是考查对闭合电路欧姆定律的应用。
12．【答案】B,C
【知识点】传感器
【解析】【解答】当光线照射R1时，R1阻值减小，R总减小，由欧姆定律得 ，且电源电压不变，电路中的电流增大，R2是定值电阻， ，R2两端电压增大，信号处理系统获得高压，A错误B正确；
当有人时信号系统计数，即没有光照时，没有光照时获得低电压，C错误，D正确；
故选BC
【分析】本题考查闭合电路欧姆定律和传感器的应用，难度不大。
13．【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】设乙图电压有效值为U，则 ，解得 ，选项A正确；
次级电压有效值 ，选项B错误；
R处出现火警时，R减小，则次级电流变大，则初级电流也变大，故电流表示数增大，选项C正确；
由于R处出现火警时，次级电流变大，则电阻R0消耗的电功率增大，选项D正确.
故选ACD
【分析】本题考查变压器和交变电流的综合分析。
14．【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】t=0.01s时，u=0，此时是磁通量的变化率最小，磁通量最大，所以A错误；
由图可知，U的最大值是 ，T=0.02s，则 ，所以电压的瞬时值表达式为 （V），B错误；
Rt处温度升高时，电阻减小，电流增加，根据P=UI，所以P出增加，因为P出=P入，所以变压器输入功率变大，C正确；
电压表V1示数不变，R和Rt的总电压不变，Rt处温度升高时，电阻减小，电流增加，R两侧的电压增大，Rt两侧的电压减小，所以电压表V1、V2示数的比值变大，D错误。
故选C
【分析】本题考查变压器和交变电流的综合分析。
15．【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液，RM变小；当R＞RM时，R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显；
故选C
【分析】本题考查闭合电路欧姆定律的应用。
16．【答案】A
【知识点】传感器
【解析】【解答】 遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警．而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线．故A正确；
走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；
自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；
电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确；
故选A
【分析】本题考查了传感器的工作原理，明确传感器的工作原理即可正确解题．
17．【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】解：A、在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故A错误；
B、在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故B错误；
C、在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故C错错误；
D、在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故D正确；
故选：D．
【分析】压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，而电流变大说明电阻变小，故电流变大说明压力变大；反之，电流变小说明压力变小；电流不变说明压力不变．
18．【答案】D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】当环境温度降低时R2增大，外电路总电阻增大，根据串联电路分压原理，U增大，电压表的读数增大，选项A错误；
R1消耗的功率P=I2R1，I减小，R1不变，则P减小，选项B错误；
若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，干路电流I减小，UC=IR2减小，选项C错误；电容器C两板间的电场强度 ，UC不变，d增大，则E减小，选项D正确。
故选D
【分析】本题考查电路的动态分析，需要一定的逻辑分析能力。
19．【答案】C,D
【知识点】传感器
【解析】【解答】当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，总电流减小，则电源的功率P=IE减小，故A正确；
当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，R2两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据Q=UC知，电容器的电荷量增大，故B错误；
根据闭合电路欧姆定律得U=E-I(r+R3)，所以 ，不发生变化，故C正确；
将R3看成电源的内阻，则等效电源的内阻为 ， ，则光敏电阻 时，外电路总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻R1阻值变化范围为2~9Ω，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能相同，故D正确；
故选CD
【分析】本题考查光敏电阻特性以及闭合电路欧姆定律的应用。
20．【答案】A
【知识点】传感器
【解析】【解答】由题图可知A、B与电磁继电器线圈相连，所以A、B应接信号电压，控制电磁继电器工作，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，所以选项A正确。
故选A
【分析】本题考查电磁继电器的原理和应用。
21．【答案】160；0.026
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】当温度t=0℃时，Rt=20Ω，根据欧姆定律 ，解得：R=100Ω，当电流为15mA时，代入欧姆定律公式可得：温度t=160℃；当把测温探头Rt放到460℃温度环境中，Rt=250Ω，电路消耗的电功率为 .
【分析】本题考查欧姆定律的应用，难度不大，但是文字比较长，需要读懂题目含义。
22．【答案】；小于
【知识点】传感器
【解析】【解答】 （1）根据几何知识可得 ；（2）从关系式中可得t与I是非线性关系，与欧姆表类似，温度t的刻度是不均匀的，左密右疏，则知若指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值小于15℃．
【分析】本题考查分析图像的能力和闭合欧姆定律的应用。
23．【答案】（1）根据数据绘出图像如下图所示：
（2）阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小；
（3）R1
（4）电路原理图如右图所示：
【知识点】传感器
【解析】【解答】①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如下图所示：
②阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小；
③控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1；
④电路原理图如右图所示：
【分析】本题中重点是图像绘制和分析以及电路图的设计。
24．【答案】（1）由图象可知，在测量期间，取磁铁转动的最大周期数为7个周期，用时51 s，故平均角速度为
（2）测量期内，第一个周期开始到第七个周期开始的时间间隔为t＝42s．第一个周期的时间为6s，角速度为 ，第七个周期约为8s， ，角加速度为 。
【知识点】传感器；线速度、角速度和周期、转速
【解析】 【分析】本题考查比较新颖，类比加速度的定义，角加速度为角速度的增量与所用时间的比值。
25．【答案】（1）振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得2kx＝ma①
电压表的示数为 ②
由①②解得
（2）其刻度均匀的，因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系；
（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数Um＝E，电压表指针指在满刻度的 位置时， 代入 得 ，方向向左。
【知识点】牛顿第二定律；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】 【分析】本题题型比较新颖，需要认真分析题意结合牛顿第二定律可分析求解。
1 / 1人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习
一、选择题
1．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）下列器件不是应用温度传感器的是( )
A．电熨斗 B．话筒 C．电饭锅 D．测温仪
【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】电熨斗、电饭锅、测温仪是应用温度传感器，话筒是应用声传感器。
故选B
【分析】本题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题．
2．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）下列器件是应用光传感器的是( )
A．鼠标器 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
【答案】A,B
【知识点】传感器
【解析】【解答】测温仪应用温度传感器，电子秤是应用力传感器，AB应用了光传感器。
故选AB
【分析】本题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题．
3．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A．压敏性 B．光敏性
C．热敏性 D．三种特性都利用了
【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】灯要求夜晚亮、白天熄．则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现自动控制，因此是利用半导体的光敏性。
故选B
【分析】本题考查半导体的光敏性。
4．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）电梯门不会夹伤人的手，是因为电梯门安装了什么传感器( )
A．温度传感器 B．红外线传感器
C．压力传感器 D．生物传感器
【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】电梯门上装有的传感器是利用力学传感器(导体应变片技术)来测量物体对应变片的压力，从而达到电梯门碰到人手的时候，即有较小作用力时电梯门自动弹开的目的．因此C正确，ABD错误．
故选C
【分析】本题考查了传感器的工作原理，明确传感器的工作原理即可正确解题．
5．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。该报警器利用的传感器是（ ）
A．力传感器 B．声传感器 C．位移传感器 D．光传感器
【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，故该报警器利用的传感器是光传感器，D正确。
故选D
【分析】本题考查了传感器的工作原理，明确传感器的工作原理即可正确解题．
6．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量（如力、光等）的变化，转换为电学量（如电流、电压等）的变化，或电路的通断。它在自动控制中有着广泛的应用。关于制作传感器需要的元器件，下列说法正确的是( )
A．热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化
B．金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化
C．光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化
D．所有传感器都是由半导体材料制作的
【答案】A,B,C
【知识点】传感器
【解析】【解答】热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻等都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变化，从而实验电路中电流或电压的变化的，故A、B、C都是正确的；而并非所有的传感器都是由半导体材料制成的，半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器，故D错误。
故选ABC
【分析】传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量; 半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器.
7．（人教版物理高二选修2-2 5.3空调器同步练习）传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是（ ）
A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．声传感器
【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器．故C正确，ABD错误；
故选：C
【分析】传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量．
8．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）美国科学家WillarU S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件不属于传感器的是( )
A．干簧管 B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干电池
【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】干簧管能将磁场的变化转化为电路的通断，热敏电阻可以把温度转化为电学量，而霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量，故ABC均是传感器，故ABC错误．干电池是电源，能给两极提供电势差的设备，不是传感器，故D正确.
故选D
【分析】考查了传感器在生产、生活中的应用．
9．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示是一个基本逻辑电路。声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路．则下面说法正确的是（ ）
A．R2为光敏电阻，N为或门电路 B．R2为光敏电阻，N与门电路
C．R2为热敏电阻，N为或门电路 D．R2为热敏电阻，N为非门电路
【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】根据题意可知：要使小灯泡发光，则要具备两个条件，一是晚上，而是有声音，声音电阻R2的为光敏电阻，两个条件缺一不可是与的关系，所以N为与逻辑电路，故B正确。
故选B
【分析】考查了简单的逻辑电路；闭合电路的欧姆定律；传感器在生产、生活中的应用．
10．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A．B灯变暗，A灯变亮 B．R0两端电压变大
C．电源路端电压变大 D．电源内压降变小
【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【解答】增加光照强度时，Rt阻值减小，电路的总电阻减小，总电流变大，电源内压降变大，路端电压减小，所以A灯变暗，A灯的电流减小，R0上的电流变大，则R0上的电压变大，所以B灯的电压减小，B灯变暗。选项B正确。
故选B
【分析】本题利用用全电路欧姆定律对电路进行动态分析。
11．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示。电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】 当传感器R2所在处出现火情时，温度升高，由图乙知R2的阻值变小，外电路总电阻变小，由 可知总电流I总变大，由E=U+Ir可知电源的内电压变大，路端电压变小，即U变小。电路中并联部分的电压U并=E-I总（R1+r），因为I总变大，其他量不变，则U并变小， I变小。故D正确，A、B、C错误；
故选D
【分析】本题是考查对闭合电路欧姆定律的应用。
12．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次。此光计数器的基本工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
【答案】B,C
【知识点】传感器
【解析】【解答】当光线照射R1时，R1阻值减小，R总减小，由欧姆定律得 ，且电源电压不变，电路中的电流增大，R2是定值电阻， ，R2两端电压增大，信号处理系统获得高压，A错误B正确；
当有人时信号系统计数，即没有光照时，没有光照时获得低电压，C错误，D正确；
故选BC
【分析】本题考查闭合电路欧姆定律和传感器的应用，难度不大。
13．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中电压的有效值为
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数增大
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】设乙图电压有效值为U，则 ，解得 ，选项A正确；
次级电压有效值 ，选项B错误；
R处出现火警时，R减小，则次级电流变大，则初级电流也变大，故电流表示数增大，选项C正确；
由于R处出现火警时，次级电流变大，则电阻R0消耗的电功率增大，选项D正确.
故选ACD
【分析】本题考查变压器和交变电流的综合分析。
14．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）不计电阻的线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．在t=0.01s，穿过该线圈的磁通量为零
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt（V）
C．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
D．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】t=0.01s时，u=0，此时是磁通量的变化率最小，磁通量最大，所以A错误；
由图可知，U的最大值是 ，T=0.02s，则 ，所以电压的瞬时值表达式为 （V），B错误；
Rt处温度升高时，电阻减小，电流增加，根据P=UI，所以P出增加，因为P出=P入，所以变压器输入功率变大，C正确；
电压表V1示数不变，R和Rt的总电压不变，Rt处温度升高时，电阻减小，电流增加，R两侧的电压增大，Rt两侧的电压减小，所以电压表V1、V2示数的比值变大，D错误。
故选C
【分析】本题考查变压器和交变电流的综合分析。
15．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )
A．RM变大，且R越大，U增大越明显
B．RM变大，且R越小，U增大越明显
C．RM变小，且R越大，U增大越明显
D．RM变小，且R越小，U增大越明显
【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液，RM变小；当R＞RM时，R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显；
故选C
【分析】本题考查闭合电路欧姆定律的应用。
16．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程，下列装置属于这类传感器的是（ ）
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
【答案】A
【知识点】传感器
【解析】【解答】 遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警．而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线．故A正确；
走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；
自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；
电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确；
故选A
【分析】本题考查了传感器的工作原理，明确传感器的工作原理即可正确解题．
17．（2015高二下·三原期中）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】解：A、在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故A错误；
B、在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故B错误；
C、在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故C错错误；
D、在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故D正确；
故选：D．
【分析】压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，而电流变大说明电阻变小，故电流变大说明压力变大；反之，电流变小说明压力变小；电流不变说明压力不变．
18．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）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，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（ ）
A．若R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小
B．若R1固定，当环境温度降低时R1消耗的功率增大
C．若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量增大
D．若R1固定，环境温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小
【答案】D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】当环境温度降低时R2增大，外电路总电阻增大，根据串联电路分压原理，U增大，电压表的读数增大，选项A错误；
R1消耗的功率P=I2R1，I减小，R1不变，则P减小，选项B错误；
若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，干路电流I减小，UC=IR2减小，选项C错误；电容器C两板间的电场强度 ，UC不变，d增大，则E减小，选项D正确。
故选D
【分析】本题考查电路的动态分析，需要一定的逻辑分析能力。
19．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r＝1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2＝2Ω，R3＝5Ω，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A．当光照增强时，电源的效率增大
B．当光照增强时，电容器的电荷量减小
C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变
D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率U可能相同
【答案】C,D
【知识点】传感器
【解析】【解答】当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，总电流减小，则电源的功率P=IE减小，故A正确；
当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，R2两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据Q=UC知，电容器的电荷量增大，故B错误；
根据闭合电路欧姆定律得U=E-I(r+R3)，所以 ，不发生变化，故C正确；
将R3看成电源的内阻，则等效电源的内阻为 ， ，则光敏电阻 时，外电路总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻R1阻值变化范围为2~9Ω，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能相同，故D正确；
故选CD
【分析】本题考查光敏电阻特性以及闭合电路欧姆定律的应用。
20．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( )
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
【答案】A
【知识点】传感器
【解析】【解答】由题图可知A、B与电磁继电器线圈相连，所以A、B应接信号电压，控制电磁继电器工作，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，所以选项A正确。
故选A
【分析】本题考查电磁继电器的原理和应用。
二、填空题
21．（人教版物理高二选修3-2 6.3传感器的应用（二）同步练习）通常情况下，电阻的阻值会随温度的变化而改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量较高的温度。如图所示，电流表量程为0～25mA，电源电动势为3V，内阻不计。R为滑动变阻器，电阻Rt作为温度计的测温传感器。当t≥0℃时，Rt的阻值随温度t的变化关系为Rt=20+0.5t（单位为Ω）。先把Rt放入0℃环境中，闭合电键S，调节滑动变阻器R，使电流表指针恰好满偏，然后把测温探头Rt放到某待测温度环境中，发现电流表的示数为15mA，该环境的温度为 ℃；当把测温探头Rt放到460℃温度环境中，电路消耗的电功率为 W。
【答案】160；0.026
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】当温度t=0℃时，Rt=20Ω，根据欧姆定律 ，解得：R=100Ω，当电流为15mA时，代入欧姆定律公式可得：温度t=160℃；当把测温探头Rt放到460℃温度环境中，Rt=250Ω，电路消耗的电功率为 .
【分析】本题考查欧姆定律的应用，难度不大，但是文字比较长，需要读懂题目含义。
22．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k 。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′ 串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
①根据图甲，温度为t（t>0℃）时电阻R的大小为 。
②如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值
15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】；小于
【知识点】传感器
【解析】【解答】 （1）根据几何知识可得 ；（2）从关系式中可得t与I是非线性关系，与欧姆表类似，温度t的刻度是不均匀的，左密右疏，则知若指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值小于15℃．
【分析】本题考查分析图像的能力和闭合欧姆定律的应用。
三、实验题
23．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）为了节能和环保，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）．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻（kΩ） 75 40 28 23 20 18
（1）根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线.
（2）由图线可知阻值随照度变化的特点是： ．
（3）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统。
光敏电阻RP（符号 ，阻值见上表）；
提供的器材如下：直流电源E（电动势3 V，内阻不计）；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ；
开关S及导线若干．图中定值电阻应该选择： ．
（4）请在虚线框内完成电路原理图．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
【答案】（1）根据数据绘出图像如下图所示：
（2）阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小；
（3）R1
（4）电路原理图如右图所示：
【知识点】传感器
【解析】【解答】①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如下图所示：
②阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小；
③控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1；
④电路原理图如右图所示：
【分析】本题中重点是图像绘制和分析以及电路图的设计。
四、计算题
24．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起做匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘．从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图．图中横坐标为时间轴，读数为3秒/格，纵坐标为磁感应强度．
（1）请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；
（2）请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台向心加速度．
【答案】（1）由图象可知，在测量期间，取磁铁转动的最大周期数为7个周期，用时51 s，故平均角速度为
（2）测量期内，第一个周期开始到第七个周期开始的时间间隔为t＝42s．第一个周期的时间为6s，角速度为 ，第七个周期约为8s， ，角加速度为 。
【知识点】传感器；线速度、角速度和周期、转速
【解析】 【分析】本题考查比较新颖，类比加速度的定义，角加速度为角速度的增量与所用时间的比值。
25．（人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习）如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中．求：
（1）系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式．
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
（3）若电压表指针指在满刻度的 位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
【答案】（1）振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得2kx＝ma①
电压表的示数为 ②
由①②解得
（2）其刻度均匀的，因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系；
（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数Um＝E，电压表指针指在满刻度的 位置时， 代入 得 ，方向向左。
【知识点】牛顿第二定律；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】 【分析】本题题型比较新颖，需要认真分析题意结合牛顿第二定律可分析求解。
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