中小学教育资源及组卷应用平台
人教版选择性必修二第五章检测试卷C卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1.下列有关传感器的说法中错误的是( )
A. 宾馆房间的火灾报警器应用了温度传感器
B. 电子秤所使用的测力装置是力传感器
C. 霍尔元件是将磁感应强度转换为电压的一种磁传感器
D. 新冠疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器
2.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，为小灯泡，为光敏电阻，和之间用挡板未画出隔开，为发光二极管电流越大，发出的光越强，且与间距不变，下列说法中正确的是 ( )
A. 当滑动触头向左移动时，消耗的功率增大
B. 当滑动触头向左移动时，消耗的功率减小
C. 当滑动触头向右移动时，消耗的功率可能不变
D. 无论怎样移动滑动触头，消耗的功率都不变
3.有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器、显示体重的仪表实质是理想电流表设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为，电源电动势为，内阻为，电阻随压力变化的函数式为和的单位分别是和下列说法正确的是( )
A. 该秤能测量的最大体重是
B. 该秤能测量的最大体重是
C. 该秤零刻度线即踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘处
D. 该秤零刻度线即踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘处
4.如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，则该同学身高和质量分别为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
5.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示。将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数不变，且大于升降机静止时电流表的示数，在这段时间内( )
A. 升降机可能匀速上升 B. 升降机一定匀减速上升
C. 升降机一定处于失重状态 D. 通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大
6.如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为，内阻为，、是定值电阻，是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，、接报警器．电路闭合后，当传感器所在处出现磁体时，则电流表的电流，、两端的电压将( )
A. 变大，变小 B. 变小，变大 C. 变大，变大 D. 变小，变小
7.电容式加速度传感器的原理结构如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动改变电容．则( )
A. 电介质插入极板间越深，电容器电容越小
B. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
C. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流
8.如图甲所示为在温度为左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻，、，为热敏电阻，它的电阻值随温度变化的图线如图乙所示。当、两点间的电压时，电压鉴别器会令开关接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当、两点间的电压时，电压鉴别器会令开关断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在 ( )
A. B. C. D.
9.如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小与成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压满足，式中为霍尔系数，为霍尔元件两侧面间的距离，电阻远大于，霍尔元件的电阻可以忽略，则下列说法错误的是 ( )
A. 霍尔元件前表面的电势低于后表面的电势 B. 若电源的正负极对调，电压表将反偏
C. 与成正比 D. 电压表的示数与消耗的电功率成正比
10.在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是元件，元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度的变化关系如图所示，由于这种特性，使元件具有发热、保温双重功能。以下判断正确的是 ( )
A. 通电后，其电功率先增大，后减小
B. 通电后，其电功率先减小，后增大
C. 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在不变
D. 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在和之间的某一值不变
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11.由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至时，系统开始自动报警。所用器材有：
直流电源，内阻不计；电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；热敏电阻；
报警器内阻很小，流过的电流超过时就会报警，超过时就会损伤；
滑动变阻器最大阻值；电阻箱最大阻值；
单刀单掷开关；单刀双掷开关；导线若干。
用图所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表读数为，电流表读数为；当温度为时，调节，使电压表读数仍为，电流表指针位置如图所示。温度为时，热敏电阻的阻值为___________。从实验原理上看，该方法测得的阻值比真实值略微___________填“偏大”或“偏小”。
某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图所示，其中有一个器件的导线连接有误，该器件为___________填器件名称。正确连接后，先使用电阻箱进行调试，其阻值设置为___________，滑动变阻器阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器连入电路的阻值为___________。调试完毕后，再利用单刀双掷开关的选择性开关功能，把热敏电阻接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。
12.传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量如温度、光、声等转换成便于测量的量通常是电学量例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量，热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示，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，问：
为了使温度过高时报警器铃响， 应接在___________ 填“”或“”；
若使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器滑片点向________移动填“左”或“右”；
直流电源电动势为 内阻不计 ，热敏电阻达到电阻大小为流过热敏电阻的电流超过时就会报警，为，则滑动变阻器应选择___________；
A.
若要将此系统改为光敏电阻控制的报警系统，要求当光敏电阻的光照达到或超过某一特定值时，系统报警。将滑动变阻器滑置于正中间位置，然后重复上述操作，报警器刚好报警，光敏电阻特定值为_____。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13.可以用电学方法来测水流的速度。如图所示，将小铅球系在细金属丝下，悬挂在点，开始时小铅球沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度水流速度越大，越大。为了测定水流的速度，在水平方向固定一根电阻丝，使端位于点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为的电源内阻不计和一只电压表。
请你设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图。
已知水流对小球的作用力与水流速度的关系为为比例系数，为小铅球的直径，，长为，小铅球质量为，当小铅球平衡时电压表示数为，请推导出与的关系式。水对小铅球的浮力忽略不计
14.有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示．是内阻不计、电动势为的电源．是一个阻值为的限流电阻．是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如下表所示．是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计．试分析：
压力
电阻
利用表中的数据归纳出电阻随压力变化的函数式．
若电容器的耐压值为，该电子秤的最大称量值为多大？
如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀．
15.一种拉伸传感器的示意图如图所示：它由一半径为的圆柱形塑料棒和在上面紧密缠绕圈的一层细绳组成；绳柔软绝缘，半径为，外表面均匀涂有厚度为、电阻率为的石墨烯材料；传感器两端加有环形电极与绳保持良好接触。未拉伸时，缠绕的绳可视为个椭圆环挨在一起放置；该椭圆环面与圆柱形塑料棒的横截面之间的夹角为见图，相邻两圈绳之间的接触电阻为。现将整个传感器沿塑料棒轴向朝两端拉伸，绳间出现个缝隙，每个缝隙中刚好有一整圈绳，这圈绳被自动调节成由一个未封闭圆环和两段短直线段与塑料棒轴线平行串接而成见图。假设拉伸前后、、、、均不变。
求拉伸后传感器的伸长率是传感器两电极之间距离的伸长与其原长之比和两环形电极间电阻的变化率；
在传感器两环形电极间通入大小为的电流，求此传感器在未拉伸及拉伸后，在塑料棒轴线上离塑料棒中点距离为远大于传感器长度的点图中未画出处沿轴向的磁感应强度。
已知：长半轴和短半轴的长度分别为和的椭圆的周长为，其中。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
人教版选择性必修二第五章检测试卷C卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1.下列有关传感器的说法中错误的是( )
A. 宾馆房间的火灾报警器应用了温度传感器
B. 电子秤所使用的测力装置是力传感器
C. 霍尔元件是将磁感应强度转换为电压的一种磁传感器
D. 新冠疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器
【答案】A
【解析】【分析】
传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量．然后结合各种传感器的应用即可正确解答。
该题考查常见的传感器及其应用，知道传感器是把非电学量转化为电学量的装置，要了解一些常见自动控制设备的原理。
【解答】
A.宾馆房间天花板上安装的烟雾报警器是利用了光传感器，故A错误；
B.电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故B正确；
C.霍尔元件是能够将磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种传感器，故C正确；
D.枪式测温仪是利用了红外线传感器，故D正确；
本题选择错误的，故选A。
2.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，为小灯泡，为光敏电阻，和之间用挡板未画出隔开，为发光二极管电流越大，发出的光越强，且与间距不变，下列说法中正确的是 ( )
A. 当滑动触头向左移动时，消耗的功率增大
B. 当滑动触头向左移动时，消耗的功率减小
C. 当滑动触头向右移动时，消耗的功率可能不变
D. 无论怎样移动滑动触头，消耗的功率都不变
【答案】A
【解析】滑动触头左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过发光二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻减小，流过灯泡的电流增加，消耗的功率增大，故A正确。
3.有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器、显示体重的仪表实质是理想电流表设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为，电源电动势为，内阻为，电阻随压力变化的函数式为和的单位分别是和下列说法正确的是( )
A. 该秤能测量的最大体重是
B. 该秤能测量的最大体重是
C. 该秤零刻度线即踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘处
D. 该秤零刻度线即踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘处
【答案】C
【解析】、当电路中电流时，电子秤测量的体重最大．由欧姆定律得，，代入得到故AB错误．
、踏板空载时，代入得，电阻，由欧姆定律得 ，所以该秤零刻度线即踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘处．故C正确，D错误．
电子秤测量的最大体重时，由可知，其电阻最小，电路中电流最大，等于电流表的量程为根据欧姆定律求出电流为时电子秤的电阻，再由求解最大体重．踏板空载时，代入得到电阻，由欧姆定律求出电流．
本题考查了对电子秤原理的理解和欧姆定律的计算．关键是对解析式的理解．
4.如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，则该同学身高和质量分别为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】B
【解析】【分析】
由速度与时间可确定出距离，距离之差为人的高度；由输出电压与作用在其上的压力成正比知，确定出即可确定重力，从而确定质量。
本题为传感器类问题的应用，解题的关键在于明确题意，由题找出对应的信息再结合所学物理规律即可求解，注意在求身高要注意取单程时间，求质量要明确压力等于重力。
【解答】
高度：
输出电压与作用在其上的压力成正比知：又
由以上两式可得：，则B正确，ACD错误．
故选B。
5.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示。将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数不变，且大于升降机静止时电流表的示数，在这段时间内( )
A. 升降机可能匀速上升 B. 升降机一定匀减速上升
C. 升降机一定处于失重状态 D. 通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大
【答案】C
【解析】A.在升降机运动过程中发现大于升降机静止时电流表的示数，说明此时压敏电阻的阻值大于升降机静止时的阻值，则压敏电阻所受的压力小于升降机静止时的压力，升降机不可能匀速运动，故A错误；
B.在升降机运动过程中发现电流表不变，说明是匀变速运动，且大于升降机静止时电流表的示数，可知外电压变大，内电压变小，说明总电流变小，所以总电阻变大，压敏电阻的阻值变大。由压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，则知压力变小，因此加速度方向向下，可能向下匀加速，也可能向上匀减速。故B错误；
C.升降机的加速度向下，一定处于失重状态。故C正确；
D、电路中总电流变小，而通过电流表的电流变大，则的电流变小，所以通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时小，故D错误。
通过压敏电阻将压力信号转换成电信号，从而根据电路中电表的示数来确定升降机的运动状态．
电流表的示数不变，说明压力不变；而大于升降机静止时电流表的示数，则说明压力不等于重力．
6.如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为，内阻为，、是定值电阻，是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，、接报警器．电路闭合后，当传感器所在处出现磁体时，则电流表的电流，、两端的电压将( )
A. 变大，变小 B. 变小，变大 C. 变大，变大 D. 变小，变小
【答案】A
【解析】【分析】当传感器所在处出现磁体时，减小，分析外电路总电阻如何变化，根据欧姆定律分析干路电流的变化情况和路端电压的变化情况，根据、并联电压的变化情况，分析通过电流的变化情况，即可知电流表示数变化情况．
本题是信息题，首先要抓住传感器电阻与磁体的关系，其次按“部分整体部分”的顺序进行动态分析．
【解答】由题知，当传感器所在处出现磁体时，减小，、并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大，路端电压减小，电压增大，故、两端电压变小，通过电流减小，增大，知电流表示数变大。故A正确，BCD错误。
故选：。
7.电容式加速度传感器的原理结构如图所示，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动改变电容．则( )
A. 电介质插入极板间越深，电容器电容越小
B. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
C. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流
【答案】D
【解析】解：、根据电容器的电容公式，当电介质插入极板间越深，即电介质增大，则电容器电容越大，故A错误；
B、当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电量不变，因此电路中没有电流，故B错误；
C、若传感器原来向右匀速运动，突然减速时，因惯性，则继续向右运动，从而压缩弹簧，故C错误；
D、当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据，可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，故D正确；
故选：。
本题考查影响电容器电容大小的因素，掌握公式，理解牛顿第二定律的应用，注意电容器是充电还放电，是确定电流的依据．
8.如图甲所示为在温度为左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻，、，为热敏电阻，它的电阻值随温度变化的图线如图乙所示。当、两点间的电压时，电压鉴别器会令开关接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当、两点间的电压时，电压鉴别器会令开关断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知，恒温箱内温度恒定的条件是临界状态，设电路路端电压为，当时，有，解得，由题图乙得对应的温度为，选项C正确，、、D错误。
9.如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小与成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压满足，式中为霍尔系数，为霍尔元件两侧面间的距离，电阻远大于，霍尔元件的电阻可以忽略，则下列说法错误的是 ( )
A. 霍尔元件前表面的电势低于后表面的电势 B. 若电源的正负极对调，电压表将反偏
C. 与成正比 D. 电压表的示数与消耗的电功率成正比
【答案】AB
【解析】由左手定则可判断霍尔元件中电子受的洛伦兹力方向向里，电子向元件的后表面聚集，故霍尔元件前表面的电势高于后表面的电势，选项A说法错误；电源的正、负极对调时，线圈中及霍尔元件中电流方向均反向，电子的受力方向不变，仍是前表面电势高于后表面的电势，故电压表不会反偏，选项B说法错误；由并联电路的电流分配特点可知，，有，，选项C说法正确；因，，所以，又消耗的电功率，故，所以，选项D说法正确。
10.在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是元件，元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度的变化关系如图所示，由于这种特性，使元件具有发热、保温双重功能。以下判断正确的是 ( )
A. 通电后，其电功率先增大，后减小
B. 通电后，其电功率先减小，后增大
C. 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在不变
D. 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在和之间的某一值不变
【答案】AD
【解析】由图象可知，在这区间里电阻随温度升高而减小；在这区间里电阻随温度的升高而增大；在区间里电阻随温度的升高而减小。即温度超过时，功率随温度增加而增大，又因为该器件有“发热、保温双重功能”，可知设计的正常工作温度应当小于。温度升到前，电阻随温度的升高而减小，功率增大，温度升高更快；温度一旦超过，电阻随温度的升高而增大，功率减小，放出热量减小，温度升高变慢，当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在至间的某一值不变，保持稳定，故C错误，D正确。
由上述分析，半导体通电后工作温度小于，即其电阻率先变小后变大，电阻先变小后变大，又电源电压不变，由可知，半导体材料的电功率先变大，后变小，故A正确，B错误；
故选AD。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11.由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至时，系统开始自动报警。所用器材有：
直流电源，内阻不计；电流表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；热敏电阻；
报警器内阻很小，流过的电流超过时就会报警，超过时就会损伤；
滑动变阻器最大阻值；电阻箱最大阻值；
单刀单掷开关；单刀双掷开关；导线若干。
用图所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表读数为，电流表读数为；当温度为时，调节，使电压表读数仍为，电流表指针位置如图所示。温度为时，热敏电阻的阻值为___________。从实验原理上看，该方法测得的阻值比真实值略微___________填“偏大”或“偏小”。
某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图所示，其中有一个器件的导线连接有误，该器件为___________填器件名称。正确连接后，先使用电阻箱进行调试，其阻值设置为___________，滑动变阻器阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器连入电路的阻值为___________。调试完毕后，再利用单刀双掷开关的选择性开关功能，把热敏电阻接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。
【答案】；偏大；滑动变阻器；；
【解析】【分析】
本题考查传感器的使用；
根据图所示电流表的表盘读出电流值，根据得到热敏电阻的阻值；根据实验电路确定实验误差；
观察实物连线图，发现错误的连接导线；先使用电阻箱进行测试，其阻值设置为的自动报警电阻，即才可对其进行调试；此时要求刚好在时自动报警，则通过电路的电流为，报警器和电流表的电阻很小，可忽略不计，根据欧姆定律得到滑动变阻器连入电路的阻值。
【解答】
由图可知，电流表的示数为，则此时热敏电阻的阻值为；
该方法所测电流值为真实电流值，所测电压值为热敏电阻和电流表两端的总电压，故根据可知所测电阻值偏大；
滑动变阻器的导线连接有误，两根导线都连接在上端，无法起到改变接入电阻阻值的作用，应一上一下连接；
先使用电阻箱进行测试，其阻值设置为的自动报警电阻，即才可对其进行调试；
此时要求刚好在时自动报警，则通过电路的电流为，报警器和电流表的电阻很小，可忽略不计，可得此时滑动变阻器的阻值为：
12.传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量如温度、光、声等转换成便于测量的量通常是电学量例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量，热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示，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，问：
为了使温度过高时报警器铃响， 应接在___________ 填“”或“”；
若使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器滑片点向________移动填“左”或“右”；
直流电源电动势为 内阻不计 ，热敏电阻达到电阻大小为流过热敏电阻的电流超过时就会报警，为，则滑动变阻器应选择___________；
A.
若要将此系统改为光敏电阻控制的报警系统，要求当光敏电阻的光照达到或超过某一特定值时，系统报警。将滑动变阻器滑置于正中间位置，然后重复上述操作，报警器刚好报警，光敏电阻特定值为_____。
【答案】；右； ； ；
【解析】分析：
当温度过高时报警铃响，此时报警铃所在电路为通路，分析图示图象与图示电路图确定应接在什么位置。
若使启动报警的温度提高些，即当温度较高时报警电路才接通，分析图示电路图判断滑片的移动方法。
根据题意应用欧姆定律求出报警铃响时电路电流，然后应用串联电路特点求出此时滑动变阻器的阻值，然后选择滑动变阻器。
根据题意应用串联电路特点求出光敏电阻阻值。
本题考查学生对生活中半导体具体实例的了解情况。此外本题通过影响电阻的因素的实验，考查学生识图能力以及分析问题和解决问题的能力；分析清楚图示图象与图示电路图是解题的前提与关键。
解答：
由图甲所示图象可知，随温度升高热敏电阻阻值减小，为了使温度过高时发送报警信；由图乙所示电路图可知，当热敏电阻阻值减小时，控制电路电流增大，线圈产生磁场变强，与弹簧相连的导线被吸到处，此时报警铃响，报警电路是通路，因此应接在处。
由图甲所示图象可知，温度升高热敏电阻阻值变小，要使启动报警器的温度降低，则热敏电阻阻值大时就启动报警电路，此时滑动变阻器接入电路的阻值变小，由图乙所示电路可知，滑动变阻应将点向右移动。
开始报警时控制电路总电阻为：，此时滑动变阻器接入电路的阻值为：，滑动变阻器应选择；
由可知，开始报警时控制电路总电阻：，滑动变阻器选择，滑片在中央，则滑动变阻器接入电路的阻值为：，光敏电阻阻值为：；
故答案为：；右；；。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13.可以用电学方法来测水流的速度。如图所示，将小铅球系在细金属丝下，悬挂在点，开始时小铅球沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度水流速度越大，越大。为了测定水流的速度，在水平方向固定一根电阻丝，使端位于点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为的电源内阻不计和一只电压表。
请你设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图。
已知水流对小球的作用力与水流速度的关系为为比例系数，为小铅球的直径，，长为，小铅球质量为，当小铅球平衡时电压表示数为，请推导出与的关系式。水对小铅球的浮力忽略不计
【答案】解：原理图如图所示。
设，小铅球平衡时，由平衡条件可得 根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得 根据电阻定律可得 又 联立解得
【解析】解析请参考答案文字描述
14.有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示．是内阻不计、电动势为的电源．是一个阻值为的限流电阻．是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如下表所示．是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计．试分析：
压力
电阻
利用表中的数据归纳出电阻随压力变化的函数式．
若电容器的耐压值为，该电子秤的最大称量值为多大？
如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀．
【答案】解：把压力大小作为横坐标，把电阻作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压敏电阻的阻值随压力大小变化的图像，如图所示．
根据的阻值随压力变化的图像可知压敏电阻的阻值与压力是一次函数关系，设函数关系式为， 把、和、代入得 ，，
解得，，
所以函数关系式为；
从上式可知，压力增大时，压敏电阻阻值减小，当电阻两端的电压为时，压敏电阻两端的电压为，
根据串联电路特点可得，
代入数据得，
解得，
把代入中，
解得；
根据闭合电路欧姆定律得，
把，，代入上式，
化简得，
所以压力和电流不是一次函数关系，故该测力显示器的刻度不均匀。
【解析】本题考查学生对欧姆定律和串联电流特点的掌握并结合函数知识对实际问题做出正确的判断。
根据电阻随压力变化的数据来画图，把压力和电阻作为一组有序数对在坐标系中描点然后连接即可。再根据的阻值随压力的大小变化的图象可知电阻与压力成一次函数关系，利用待定系数法可确定函数关系式。
根据串联电路电压规律可知压敏电阻两端的电压，根据串联电路特点可计算压敏电阻的值，进一步计算测力计的最大测量值。
根据欧姆定律推导串联电路电流的关系式，结合与的关系式推导压力与电流的关系式可知测力显示器的刻度是否均匀。
15.一种拉伸传感器的示意图如图所示：它由一半径为的圆柱形塑料棒和在上面紧密缠绕圈的一层细绳组成；绳柔软绝缘，半径为，外表面均匀涂有厚度为、电阻率为的石墨烯材料；传感器两端加有环形电极与绳保持良好接触。未拉伸时，缠绕的绳可视为个椭圆环挨在一起放置；该椭圆环面与圆柱形塑料棒的横截面之间的夹角为见图，相邻两圈绳之间的接触电阻为。现将整个传感器沿塑料棒轴向朝两端拉伸，绳间出现个缝隙，每个缝隙中刚好有一整圈绳，这圈绳被自动调节成由一个未封闭圆环和两段短直线段与塑料棒轴线平行串接而成见图。假设拉伸前后、、、、均不变。
求拉伸后传感器的伸长率是传感器两电极之间距离的伸长与其原长之比和两环形电极间电阻的变化率；
在传感器两环形电极间通入大小为的电流，求此传感器在未拉伸及拉伸后，在塑料棒轴线上离塑料棒中点距离为远大于传感器长度的点图中未画出处沿轴向的磁感应强度。
已知：长半轴和短半轴的长度分别为和的椭圆的周长为，其中。
【答案】解：如题图所示，由几何关系知，传感器轴向和细绳的横截面之间的夹角也是。传感器两电极之间的长度原长为
每圈绳可看作长半轴为、短半轴为的椭圆环，其周长为
式中。拉伸后，传感器的伸长率为，产生了个缝隙，设每个缝隙宽，传感器的长度变为
式中 由式得 式中最后一步是因为考虑到的缘故。由电阻定律并利用式得，每圈椭圆环形细绳沿着塑料棒轴向的电阻为
式中因子是由于细绳内、外半圈的电阻并联的缘故。未拉伸时传感器的电阻为
拉伸后，产生缝隙地方的电阻将由原来的接触电阻和之和变为为细绳单独绕圆柱形塑料棒一圈的电阻
传感器在其伸长率为时的电阻变为 由式得，传感器在其伸长率为时的电阻变化率为 ；
在未拉伸时电流沿着塑料棒轴向，根据毕奥萨伐尔定律，此时不会产生沿塑料棒轴向的磁场，点处沿塑料棒轴向的磁感应强度为零。同理，只有拉伸后每个缝隙处的细圆环绳中的电流才会产生沿塑料棒轴向的磁场。现仅考虑一圈中心与点的距离为的细圆环绳产生的磁场。如图所示，在圆环上任一直径一端各取电流元和，它在点产生的磁场和，和的垂直于轴线的分量相互抵消，它们的合磁感应强度沿塑料棒轴向，其大小为是与的夹角。将整个圆环电流类似地按各直径两端分割成一个个电流元，点沿塑料棒轴向的总磁场即为各元电流在该点产生的磁场的轴向分量之和。注意到可以写为是弧元所对的圆心角，由毕奥萨伐尔定律有
式中。对于给定的点，是常数，于是有
式中 将式代入式得
由题设，远大于传感器的长度，故也远大于，因而，于是 传感器伸长后有个缝隙，由式得
【解析】本题意在考查考生对传感器等所学知识的识记能力和综合应用能力及熟记基础知识是解答此题的关键。
由几何关系可解得
根据毕奥萨伐尔定律可解得。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
