新课标人教版选修3-2第六章传感器第一节传感器及其工作原理

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选修3-2第六章传感器第一节传感器及其工作原理
第I卷（选择题）
评卷人 得分
一、选择题
1．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱 ( http: / / www.21cnjy.com )等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图甲所示,电源的电动势E=9 V,内阻不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻的温度是( )。
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A.60 ℃
B.80 ℃
C.100 ℃
D.120 ℃
2．计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发 ( http: / / www.21cnjy.com )射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是21教育网
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A．当有光照射R1时，处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，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
3．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。 ( http: / / www.21cnjy.com )某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0～t1时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化情况如图乙所示。则下列判断正确的是21教育名师原创作品
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A．t1～t2时间内绝缘重物处于超重状态
B．t3～t4时间内绝缘重物处于失重状态
C．升降机开始时可能停在10楼，从tt时刻开始，经向 下加速、匀速、减速，最后停在l楼
D．升降机开始时可能停在l楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼
4．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21*cnjy*com
A.压敏性 B.光敏性 C.热敏性 D.霍尔效应
5．（多选）在如图所示的电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中，RT是半导体热敏电阻，当RT所在处温度升高时，下列关于通过理想电流表的电流I，ab间电压U和电容器电量q的说法正确的是（ ）
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A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．U变小，q变小 D．U变大，q变大
6．（2008 广东模拟）下列应用了温度传感器的是（ ）
A.商场里的自动玻璃门
B.夜间自动打开的路灯
C.自动恒温冰箱
D.楼梯口的夜间有声音时就亮的灯
7．（2008 佛山二模）许多楼道照明 ( http: / / www.21cnjy.com )灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中接入了哪些传感器（ ）
A.温度传感器 B.光传感器 C.声音传感器 D.热传感器
8．（2008 江苏）207年度诺 ( http: / / www.21cnjy.com )贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其它电阻应用的说法中．错误的是（ ）
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
9．（2009 揭阳模拟）为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是（ ）
A.气体传感器 B.光敏电阻传感器
C.压力传感器 D.烟雾传感器
10．（2012 杨浦区一模）美国 ( http: / / www.21cnjy.com )科学家Willard S．Boyle与George E．Snith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，下列器件可作为传感器的有（ ）
A.发光二极管 B.热敏电阻 C.小灯泡 D.干电池
11．（2012 普陀区二模）下面哪些技术中，没有涉及到传感器的应用（ ）
A.声控开关
B.工厂、电站的静电除尘
C.宾馆的自动门
D.家用电饭煲从炊饭到保温的自动切换
12．（2012 长宁区二模）由非门电路构成 ( http: / / www.21cnjy.com )的一简单控制电路如图所示，其中R′为光敏电阻（光照时电阻变小），R为变阻器，L为小灯泡．当若R′受到光照时（ ）
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A.B点变为高电平，小灯发光
B.A点变为高电平，小灯发光
C.A点变为高电平，小灯不发光
D.减小R的阻值可提高控制灵敏度
13．（2012 汕尾校级模拟）常用的测温仪器使用的元件可以是（ ）
A.金属热电阻 B.红外线敏感元件
C.光敏电阻 D.发光二极管
14．（2013 南通二模 ( http: / / www.21cnjy.com )）某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小．控制开关电路具有下列特性：当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．下列说法中正确的是（ ）
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A.环境温度升高时，A点电势升高
B.可变电阻R阻值调大时，A点电势降低
C.可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高
D.若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
15．（2014 湖南模 ( http: / / www.21cnjy.com )拟）为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示．M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化，电阻R为可变电阻．车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，装置发出警报．下列说法正确的是（ ）21世纪教育网版权所有
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A.RM随烟雾浓度的增大而增大
B.RM随烟雾浓度的增大而减小
C.若要提高报警灵敏度可增大R
D.若要提高报警灵敏度可减小R
16．如图是火警报警系统的一部分电路示 ( http: / / www.21cnjy.com )意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，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，显示器的电流和报警器的电压的变化情况是2·1·c·n·j·y
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A．I变大，U变大 B．I变小，U变小
C．I变小，U变大 D．I变大，U变小
17．用电流传感器可以清楚地演示一些电 ( http: / / www.21cnjy.com )学元件对电路中电流的影响，如图所示，在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则下列判断中正确的是（ ） 2-1-c-n-j-y
A．AB间接入定值电阻显示图象a
B．AB间接入电容器显示图象b
C．AB间接入电感线圈显示图象c
D．AB间接入电感线圈显示图象b
18．传感器是一种采集信息的重要器 ( http: / / www.21cnjy.com )件，如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是( ) 【来源：21cnj*y.co*m】
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A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化
E．若电流表有示数，则说明压力F不发生变化
19．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求 ( http: / / www.21cnjy.com )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，主要利用了下列哪种传感器
A．温度传感器 B．光电传感器
C．压力传感器 D．以上三种任意一种都行
20．光电式感烟探测器（简称烟感器） ( http: / / www.21cnjy.com )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（ ）
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A. 力传感器 　　　　　　B. 声传感器　　　 　C. 位移传感器 　　　　　D. 光传感器www.21-cn-jy.com
评卷人 得分
二、多选题
21．如图所示，Rt为热敏电阻，R1为 ( http: / / www.21cnjy.com )光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是21·世纪*教育网
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A．热敏电阻温度升高，其他条件不变
B．热敏电阻温度降低，其他条件不变
C．光照减弱，其他条件不变
D．光照增强，其他条件不变
第II卷（非选择题）
评卷人 得分
三、实验题
22．如图所示，将多用电表的选 ( http: / / www.21cnjy.com )择开关置于欧姆档，再将电表的表笔与一光敏电阻的两端相连，此时表笔的指针恰在表的中央，若用黑纸把光敏电阻包住，电表指针将向
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A．左偏 B．右偏 C．不偏 D．不能确定
23．如图所示，将一光敏电阻接入多用电 ( http: / / www.21cnjy.com )表两表笔上，将多用电表的选择开关至于欧姆档，用光照光敏电阻时，表针的偏角为θ1；用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ2，则可判断（ ）21cnjy.com
A．θ1＞θ2 B．θ1=θ2 C．θ1＜θ2 D．不能确定
参考答案
1．D
【解析】
试题分析：由图象知，当R的温度等于20℃时，热敏电阻的阻值R=4000Ω，由串联电路特点及闭合电路欧姆定律得：，解得：。
当电流时，由串联电路特点及欧姆定律得：
解得：。
由图象知，此时热敏电阻的温度t=120℃．所以选：D．
考点：本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、识图能力。
2．BD
【解析】
试题分析：当光敏电阻有光照射时，电阻减小， ( http: / / www.21cnjy.com )故当有光照射R1时，R1减小，则电阻R2上的电压变大，故处理系统获得高电压，选项B正确，A错误；信号处理系统每获得一次高电压就计数一次，故C错．D正确；故选BD.
考点：全电路欧姆定律；逻辑电路.
3．C
【解析】
试题分析：0～t1时间内升降 ( http: / / www.21cnjy.com )机停在某一楼层处，通过观察图像电流稳定，对物体受力分析，竖直向下重力的大小和竖直向上支持力的大小相等，根据牛顿第三定律，压力的大小等于支持力的大小并且等于重力的大小，t1～t2时间图像中电流减小，说明电路中总电阻增大，压敏电阻增大，所受的压力减小，物体对支持物的压力小于物体所受重力的情况称为失重现象，所以A项错误；t3～t4时间图像中电流增大，说明压敏电阻减小，所受的压力增大，物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况称为超重现象，所以B项错误；根据牛顿第三定律，压力大小与支持力大小相等，t1～t2时间对物体受力分析，支持力小于重力合力方向竖直向下，加速度方向向下，t2～t3时间电流不变，说明压力大小等于重力大小，物体在匀速运动，t3～t4时间对物体受力分析，支持力大于重力合力方向竖直向上，加速度方向向上。所以C项正确；D项错误。
考点：本题考查了牛顿运动定律的应用和传感器的应用
4．B
【解析】
试题分析：压敏性指的是对压力的敏感性， ( http: / / www.21cnjy.com )通过对压力的变化改变电阻阻值的原理，路灯和航标灯没有涉及压力的问题，所以A项错误；在光照下电阻发生变化，导致电流发生变化，实现自动控制，光敏电阻可以起到开关的作用，在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛应用，所以B项正确；温度变化时，电阻变得非常迅速，它能将温度变化转化为电信号，可以知道温度变化的情况，所以C项错误；霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，与本题不相关，所以D项错误。【版权所有：21教育】
考点：本题考查了传感器在生活中的应用和对半导体应用的理解
5．BC
【解析】
试题分析：当RT所在处温度升高时，其对应的电阻值减小，电路的总阻值减小，由得U变大，RT与R2并联的电压U并变小，通过R2的电流变小，则通过电流表的电流I变大，选项A错误，选项B正确；电容器与RT并联，则UC=U并，UC变小，而，故q变小，选项C正确，选项D错误。
考点：本题旨在考查闭合电路欧姆定律、传感器、电容器的动态分析。
6．C
【解析】
试题分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量．
解：A、商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器，A错误；
B、夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，B错误；
C、自动恒温冰箱是利用了温度传感器，C正确；
D、夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器，D错误；
故选C
点评：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．
7．BC
【解析】
试题分析：了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器及与门电路，天黑、声音同时出现它就开启，灯亮．【出处：21教育名师】
解：根据题意，天黑时，出现声音它就开启 ( http: / / www.21cnjy.com )；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器．
故选BC
点评：考查了延时开关的工作原理，用到了光传感器、声音传感器．
8．D
【解析】
试题分析：根据热敏电阻、光敏电阻的特性分析各传感器，电阻通过电流时能发热，电阻对任何电流都阻碍．
解：A、热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A说法正确；　　21*cnjy*com
B、光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器，B说法正确；
C、电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C说法正确；
D、电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D说法错误．
故选：D
点评：考查基本物理常识，应根据具体的题目分析具体的原因．
9．D
【解析】
试题分析：本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要具体问题具体分析．
解：火灾报警器当有烟雾时，经过漫反射，将 ( http: / / www.21cnjy.com )光信号转换成电信号，从而发出警报．所以该传感器是用光传感器实现报警的，导致烟雾传感器，故ABC错误，D正确；
故选D．
点评：常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累．
10．B
【解析】
试题分析：传感器是将非电学量转变成电学量，如热敏传感器是将热学量转变成电学量．
解：A、发光二极管两极达到一定电压时就会正向导通，所以不是传感器．故A错误；
B、热敏电阻可以把温度转化为电学量，故B正确
C、小灯泡是将电能转化为热能，不属于传感器，故C错误；
D、干电池是电源，能给两极提供电势差的设备．故错误；
故选：B
点评：热敏电阻是当有温度时，其电阻的阻值发生变化，这样就把非电学量，转化为电学量．
11．B
【解析】
试题分析：传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量．
解：A、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，利用 了传感器；
B、工厂、电站的静电除尘是利用带电微粒在电场中偏转，没涉及到传感器；
C、宾馆的自动门是把人反射出来的红外线转化为电信号，利用了传感器；
D、电饭锅工作当温度达到某特定值时，永磁体与感温磁体开始分离，会自动切断电源，利用了温度传感器．
故选B
点评：对一些生活中常见的自动控制元件，要知道其工作原理，比如；电饭煲、楼梯照明灯、电熨斗等．
12．AC
【解析】
试题分析：根据图可知，当非门电路的输出端为低 ( http: / / www.21cnjy.com )电平时，输出为高电平，灯亮，当R′受到光照时，R′阻值变小，A点电势变高，即输入为高电平，输出为低电平，灯不亮．
答：由电路图可知，当R′受到光照时， ( http: / / www.21cnjy.com )R′阻值变小，A点电势变高，即输入为高电平，输出为低电平，灯不亮，反之，当输入为低电平，输出为高电平时，灯亮
故AC正确，BD错误
故选AC
点评：考查了非门电路构成的控制电路，会分析逻辑关系．
13．AB
【解析】
试题分析：传感器的作用是将温度、力、光 ( http: / / www.21cnjy.com )、声音等非电学量转换为电学量．红外线和紫外线都是不可见光，红外线的热效应强，穿透力强，且任何物体都能发射红外线，其中红外线夜视仪就是典型的应用．【来源：21·世纪·教育·网】
解：热敏电阻或金属热电阻，都有传感器的作用，均是将温度这个非电学量转换成电学量．
而物体不断地对外辐射红外线，只要利用对红外线敏感的仪器，就可以实现在黑夜里看到物体，红外线夜视仪就是利用这个原理制成．www-2-1-cnjy-com
对于发光二极管是因通电而发光，与温度无关，故AB正确，CD错误；
故选：AB
点评：热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的 ( http: / / www.21cnjy.com )阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化．它们的电阻都是变小，而金属电阻则是变大．
14．A
【解析】
试题分析：由热敏电阻的温度变化，导致电阻变化，根据电路的电流变化，来确定A点的电势如何变化，则来控制开关，使其开始运转．
解：A、当环境温度升高时，半导体热敏电阻R0，其阻值随温度升高而减小．则电路中的电流增大，所以A点的电势升高，故A正确，
B、可变电阻R阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，故B错误；
C、可变电阻R阻值调大时，导致电路 ( http: / / www.21cnjy.com )的电流减小，则A点电势升高，由于当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．工作临界温度没变，而是提前被接通，故C错误；
D、若用金属热电阻代替半导体热敏电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )，当温度升高时，其阻值增大，导致A点电势降低，则开关会处于断开状态，所以起不到散热排风的作用，故D错误；
故选A
点评：解决本题的关键掌握因热敏电阻的阻值变化，从而导致电路中电流、电压变化．
15．BC
【解析】
试题分析：利用“极限思维”：只要掌握一 ( http: / / www.21cnjy.com )个规律，“两只电阻并联时，其总电阻总是比较其中最小的那个阻值还小．因此，题目要求“S”上的电压增大最明显，也就是意味着“要求电路中的电流增加的范围最大”，即等效电源的内阻减小范围最大，此时利用极限法．
解：AB、S两端电压U增大， ( http: / / www.21cnjy.com )故传感器两端电压一定减小；当有烟雾，使传感器电阻变化，即RM变小，则有RM随着烟雾浓度的增大而减小，故A错误，B正确．
CD、R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显，导致“S”上电压变化最明显，故C正确，D错误．
故选：BC．
点评：此题利如果用传统的思 ( http: / / www.21cnjy.com )维，即利用闭合电路欧姆定律，由电源电动势E、内阻r、电阻R及RM得出S上的电压表达式，再进行讨论．其实，那是一个非常复杂的代数式，要讨论还得将式子进行一系列变形才能进行，显然非常麻烦，方法不可取；此题如果利用“等效思维”与“极限思维”便可一步到位，轻松突破．
16．B
【解析】
试题分析：当传感器R2所在处出现火情时，R2的阻值变小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小,则U变小.电路中并联部分的电压U并=E-I（R1+r），I变大，其他量不变，则变小，I也变小．所以I变小，U变小，故B正确，A、C、D错误．故选B.21·cn·jy·com
考点：本题考查了传感器的工作原理、电路的动态分析。
17．D
【解析】
试题分析：由于a图象有一个电流的峰值，说明 ( http: / / www.21cnjy.com )是接电容元件时，瞬间充电所形成的，故AB间接入电容显示图象为a；b图象的电流不是立刻增大，而是缓慢增大，说明是接电感线圈时形成的，故AB间接入电感线圈显示图象b；c图象的电流是立刻增大的，且增大后没有变化，故说明是接定值电阻时形成的，故AB间接入定值电阻显示图象c，可见D是正确的。
考点：电容、电感、电阻在电路中的作用。
18．BD
【解析】
试题分析：A、B、C、电容器与电源一直连接，则电容器的电压U不变，F向上压膜片电极，使得两极板的距离减小，由可知C变大，由可得电容器的电量Q变大，电容器要充电有从b到a的电流，故A、C错误，B正确；D、E、电流表有示数，说明有充电电流或放电电流，必然时电容器的板间距离发生变化，而压力F发生变化，故D正确、E错误.故选：BD.
考点：本题考查了电容器的动态变化.
19．B
【解析】
试题分析：灯要求夜晚亮、白天熄．则白天有光， ( http: / / www.21cnjy.com )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，实现动控制，因此是利用光电传感器．B正确；
考点：考查了传感器在生活中的应用
20．D
【解析】
试题分析：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。
考点：传感器。
21．AC
【解析】
试题分析：热敏电阻温度升高，其阻值减小，外电 ( http: / / www.21cnjy.com )路的总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则通过光敏电阻的电流减小，则通过R3的电流增大，电压表的示数增大，A正确;
热敏电阻温度降低时，其阻值增 ( http: / / www.21cnjy.com )大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压随之增大，通过光敏电阻的电流增大，所以通过热敏电阻的电流减小，电压表的读数减小，B错误;
光照减弱，光敏电阻的阻值增大，外 ( http: / / www.21cnjy.com )电路总电阻增大，路端电压增大，则电压表的示数增大，C正确．光照增强，光敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，则电压表的示数减小，D错误．
故选：AC
考点：闭合电路的欧姆定律、导体的串并联规律。
22．A
【解析】
试题分析：因光敏电阻的阻值随光强增大而减小，故若用黑纸把光敏电阻包住，则光敏电阻的阻值变大，所以欧姆表指针向做偏转，故选A。
考点：欧姆表；光敏电阻.
23．A
【解析】
试题分析：用手掌挡住部分光线电阻变大，电流减小，偏角减小，故A对。
考点：欧姆定律
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