课时分层作业(十七) 认识传感器
?题组一 传感器的原理与分类
1．关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是( )
A．非电学量―→敏感元件―→转换电路―→电学量―→转换元件
B．电学量―→敏感元件―→转换电路―→转换元件―→非电学量
C．非电学量―→敏感元件―→转换元件―→转换电路―→电学量
D．非电学量―→转换电路―→转换元件―→敏感元件―→电学量
2．下列说法正确的是( )
A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B．气敏传感器只能是物理传感器
C．物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出
D．物理传感器利用的是物质的物理特性和物理效应
3．某些牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器应为传感器中的哪一类( )
A．物理传感器 B．化学传感器
C．生物传感器 D．温度传感器
4．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。下列物品中用到了传感器的是( )
A．示波器 B．真空冶炼炉
C．回旋加速器 D．火灾报警器
?题组二 常见传感器
5．如图所示，电吉他的弦是磁性物质。当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，然后把声音播放出来。下列说法正确的是( )
A．电吉他是光电传感器
B．电吉他是温度传感器
C．电吉他是声音传感器
D．弦改用尼龙材料原理不变
6．某智慧物流有20余台配送机器人上阵，开启了全球首次全场景常态化配送运营。该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人。机器人主动礼让行人，是利用了( )
A．力传感器 B．光传感器
C．红外线传感器 D．声传感器
7．酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度的仪器。酒精检测仪的核心传感器是( )
A．声音传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．电化学传感器
8．电梯超载时会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同( )
A．红外报警装置 B．门窗防盗报警装置
C．电子自动称重装置 D．湿手自动烘干装置
9．下图中关于传感器的应用，说法正确的是( )
A．干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B．机器人“眼睛”利用了光传感器
C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．火灾报警器是通过感知温度触发报警的
10．(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例。下列说法中正确的是( )
A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体的电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
C．脂肪测量仪的工作原理是通过测量人体的体温来判断人体脂肪所占的比例
D．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
11．如图所示为某电感式位移传感器的原理图，1是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1左右平移，则该传感器( )
A．将电流变化信号转化为位移变化信号输出
B．将位移变化信号转化为电流变化信号输出
C．将位移变化信号转化为电阻变化信号输出
D．当物体向左移动时，线圈的自感系数变小
12．全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端。R′ R。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应该接在图中的________两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将________(选填“增大”或“减小”)。课时分层作业(十七)
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C D C D C C D C B BD B
1．C [传感器工作的一般流程：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B、D错误，C正确。]
2．D [各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转换为电学量，故选项A错误；气敏传感器的核心部件是气敏电阻，其表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生化学反应，使自身阻值改变，属于化学传感器，故选项B错误；物理传感器既可将信息转换为电压输出，也可将信息转换为电流、电阻等输出，故选项C错误；由物理传感器的定义知，物理传感器利用的是物质的物理特性和物理效应，选项D正确。]
3．C [检测三聚氰胺的方法为酶标法，其原理利用的是生物酶，应为生物传感器。故选C。]
4．D [示波器是带电粒子在电场中的偏转应用，没用到传感器，A错误；真空冶炼炉利用高频交流电冶炼，没用到传感器，B错误；回旋加速器是利用电场及磁场加速带电粒子的仪器，没用到传感器，C错误；火灾报警器用到了传感器，D正确。]
5．C [物理传感器利用的是物理效应，比如光电效应、磁电效应等，能将被测信号量的微小变化转换成电信号，由题意知当弦振动时，线圈中产生感应电流，把声音这种非电学量转换为电流这种电学量，属于声音传感器，故C正确，A、B、D错误。]
6．C [人体是有温度的，向外辐射红外线，机器人主动礼让行人就是利用了红外线传感器的原理，故C正确，A、B、D错误。]
7．D [酒精检测仪的核心传感器是酒精气体传感器，属于电化学传感器。故选D。]
8．C [电梯超载时会自动报警，用到的是压力传感器，红外报警装置是将光信号转化为电信号，故A错误；门窗防盗报警装置一般用干簧管磁性开关，将磁信号转化为电信号，故B错误；电子自动称重装置是将压力信号转化为电信号，故C正确；湿手自动烘干装置是通过改变传感器的电容，控制芯片启动电机和加热装置，故D错误。故选C。]
9．B [干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；红外测温枪接收人体向外发射的红外线，从而测量人体温度，故C错误；火灾报警器是利用烟雾对光的散射工作的，故D错误。故选B。]
10．BD [利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算人体脂肪率，故A、C错误，B正确；激烈运动之后，人体内的水和钠、钾等无机盐会有一部分流失，即人体的电阻大小发生变化，所以测量数据会不准确，故D正确。故选BD。]
11．B [电感式位移传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，故B正确，A、C错误；当物体向左移动时，软铁芯插入线圈的深度增大，则线圈的自感系数增大，故D错误。故选B。]
12．解析：由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化，且当R′ R时，UR＝IR可视为UR与R成正比，所以电压表应接在b、c两点之间；当油量减少时，R增大，电压表示数将增大。
答案：b、c 增大(共44张PPT)
1．认识传感器
第五章 传感器
整体感知·自我新知初探
[学习任务] 任务1．通过观察一些现象和常见的事例，初步形成传感器的概念，感受传感技术在信息时代的作用与意义。
任务2．了解传感器的概念，知道非电学量转换成电学量的技术意义。
任务3．知道传感器在某些方面可以代替甚至超过人类对自然的感知，能够改变人类的生产生活方式。
[问题初探] 问题1．传感器的作用是什么？
问题2．传感器种类有哪些
问题3．传感器一般由哪几部分组成？
[自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
[链接教材] 一些宾馆安装了自动门，当人走近时，门会自动打开；当人离开时，门会自动关闭。自动门为什么会这样“懂礼仪”呢？
知识点一 神奇的传感器及其种类
提示：安装了红外线传感器。
1．楼道灯自动开启：声控—光控开关会感知环境的____和声音的____。只有环境的亮度____某一数值，同时声强____某一数值时，声控—光控开关才会接通，灯才会亮。
2．自动门：有的自动门装有一种装置，当人走近时，可以检测出人体向外辐射的______，从而发出使自动门开关启动的命令。这种装置就是____________。
3．便携式酒精检测仪：司机对着 “便携式酒精检测仪”呼气，检测仪就会显示呼出气体中的酒精浓度，这是因为检测仪上装有“__________”，它能感知乙醇的____。
明暗
强弱
低于
高于
红外线
红外线传感器
乙醇传感器
浓度
4．传感器：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的____转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是____、____等电学量，或转换为__________。把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
规律
电压
电流
电路的通断
5．传感器的种类
(1)传感器的种类：________、________、________等物理传感器。
(2)利用电化学反应原理：把无机或有机化学物质的____、____等转换为电信号。
(3)利用生物活性物质：利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质，如________、____________、 细胞传感器等生物传感器。
力传感器
磁传感器
声传感器
成分
浓度
酶传感器
微生物传感器
干簧管是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片。将干簧管接入图中电路。
问题1．当磁铁靠近干簧管时，会发生什么现象，为什么？
提示：灯泡会亮，因为当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通。
问题2．干簧管的作用是什么？
提示：干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器。
【典例1】 (传感器的原理)许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯白天不亮，到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下列有关该传感器的说法正确的是( )
A．该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B．该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C．该传感器能够测量的物理量是光强和声音
D．该传感器能够测量的物理量是压力和位移
√
C [楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮与光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，C正确。]
规律方法 传感器问题的分析思路
(1)明确传感器的类型，了解传感器的工作原理。
(2)确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化。
(3)根据电学量的变化确定相关物理量的变化。
【教用·备选例题】 (多选)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，电压变化量达到一定值时，装置发出警报。下列说法正确的是 ( )
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
√
√
BC [S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小，当有烟雾时，传感器电阻变化，即RM变小，则RM随着烟雾浓度的增大而减小，故A错误，B正确；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上电压变化越明显，故C正确，D错误。]
1．敏感元件：是指能直接感受或响应外界被测________的部分。
2．转换元件：是指能将敏感元件输出的信号直接转换成______的部分。它们分别完成____和____两个基本功能。
知识点二 传感器的组成与应用模式
非电学量
电信号
检测
转换
提醒：传感器的基本部分一般由敏感元件和转换元件组成。
3．传感器应用的一般模式
分析传感器问题要注意四点
(1)感受量分析
要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等。
(2)敏感元件分析
明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。
(3)电路结构分析
认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律。
(4)执行机构工作分析
传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程。
【典例2】 (热敏电阻电路动态分析)如图所示，在电路中接入一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光。当用打火机给钨丝加热时，灯泡亮度明显变暗。根据钨丝的上述特性，可用钨丝来
制作一个温度传感器。下列说法不正确的是( )
A．该传感器利用了钨丝的物理性质
B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性
C．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻)
D．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度)
√
D [由题目中的实验现象可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故A、B、C正确，D错误。本题选错误的，故选D。]
【教用·备选例题】 酒精测试仪利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，其电阻r的倒数与酒精气体的浓度c成正比。如图所示的电路接在恒压电源上，R和R0为定值电阻，则电压表的示数U与酒精气体浓度c的对应关系为( )
A．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比
B．U越大，表示c越大，而且c与U成正比
C．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比
D．U越大，表示c越小，而且c与U成反比
√
应用迁移·随堂评估自测
1．关于传感器，下列说法正确的是( )
A．所有传感器都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．以上说法都不正确
√
2
4
3
题号
1
B [大多数传感器是由半导体材料做成的，某些金属也可以做传感器，如金属热电阻。传感器将非电学信号转换为电学信号，因此传感器感知的是非电学信号。故只有B正确。]
2．数码相机的普及使传统胶片相机逐渐被淘汰。数码相机的主要部件是电荷耦合器(CCD)，能将光学量转化为电学量。该部件可视为( )
A．力传感器 B．温度传感器
C．光传感器 D．霍尔元件
2
3
题号
1
4
√
C [该部件能把光学量转化为电学量，因而是一种光传感器，选项C正确。]
3．如图所示，商店里使用的电子计价秤可将货物的质量、单价和金额清楚地显示在面板上，既方便了工作人员，又方便了顾客。电子计价秤使用的传感器是( )
A．红外线传感器 B．压力传感器
C．超声波传感器 D．温度传感器
2
3
题号
4
1
√
B [传感器将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量，此处电子计价秤使用的传感器是压力传感器，将力学量转换成电学量，故B正确，A、C、D错误。]
4．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“输入器”，以及可以行走的“执行器”，在它遇到障碍物时会自动避让并及时转弯。机器人“眼睛”的传感器是( )
A．力传感器 B．光传感器
C．温度传感器 D．声音传感器
2
4
3
题号
1
√
B [遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，故选项B正确，选项A、C、D错误。]
回归本节知识，完成以下问题：
(1)传感器由哪几部分组成？
提示：敏感元件、转换元件、转换电路。
(2)常见物理传感器有哪些？
提示：力传感器、磁传感器、声传感器。
题号
课时分层作业(十七) 认识传感器
1
3
5
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4
6
8
7
9
10
11
12
√
?题组一 传感器的原理与分类
1．关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是( )
A．非电学量―→敏感元件―→转换电路―→电学量―→转换元件
B．电学量―→敏感元件―→转换电路―→转换元件―→非电学量
C．非电学量―→敏感元件―→转换元件―→转换电路―→电学量
D．非电学量―→转换电路―→转换元件―→敏感元件―→电学量
C [传感器工作的一般流程：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B、D错误，C正确。]
题号
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题号
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√
2．下列说法正确的是( )
A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B．气敏传感器只能是物理传感器
C．物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出
D．物理传感器利用的是物质的物理特性和物理效应
题号
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D [各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转换为电学量，故选项A错误；气敏传感器的核心部件是气敏电阻，其表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生化学反应，使自身阻值改变，属于化学传感器，故选项B错误；物理传感器既可将信息转换为电压输出，也可将信息转换为电流、电阻等输出，故选项C错误；由物理传感器的定义知，物理传感器利用的是物质的物理特性和物理效应，选项D正确。]
题号
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√
3．某些牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器应为传感器中的哪一类( )
A．物理传感器 B．化学传感器
C．生物传感器 D．温度传感器
C [检测三聚氰胺的方法为酶标法，其原理利用的是生物酶，应为生物传感器。故选C。]
题号
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√
4．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。下列物品中用到了传感器的是( )
A．示波器 B．真空冶炼炉
C．回旋加速器 D．火灾报警器
D [示波器是带电粒子在电场中的偏转应用，没用到传感器，A错误；真空冶炼炉利用高频交流电冶炼，没用到传感器，B错误；回旋加速器是利用电场及磁场加速带电粒子的仪器，没用到传感器，C错误；火灾报警器用到了传感器，D正确。]
题号
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√
?题组二 常见传感器
5．如图所示，电吉他的弦是磁性物质。当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，然后把声音播放出来。下列说法正确的是( )
A．电吉他是光电传感器
B．电吉他是温度传感器
C．电吉他是声音传感器
D．弦改用尼龙材料原理不变
题号
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C [物理传感器利用的是物理效应，比如光电效应、磁电效应等，能将被测信号量的微小变化转换成电信号，由题意知当弦振动时，线圈中产生感应电流，把声音这种非电学量转换为电流这种电学量，属于声音传感器，故C正确，A、B、D错误。]
题号
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6．某智慧物流有20余台配送机器人上阵，开启了全球首次全场景常态化配送运营。该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人。机器人主动礼让行人，是利用了( )
A．力传感器 B．光传感器
C．红外线传感器 D．声传感器
C [人体是有温度的，向外辐射红外线，机器人主动礼让行人就是利用了红外线传感器的原理，故C正确，A、B、D错误。]
题号
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√
7．酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度的仪器。酒精检测仪的核心传感器是( )
A．声音传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．电化学传感器
D [酒精检测仪的核心传感器是酒精气体传感器，属于电化学传感器。故选D。]
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√
8．电梯超载时会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同( )
A．红外报警装置 B．门窗防盗报警装置
C．电子自动称重装置 D．湿手自动烘干装置
C [电梯超载时会自动报警，用到的是压力传感器，红外报警装置是将光信号转化为电信号，故A错误；门窗防盗报警装置一般用干簧管磁性开关，将磁信号转化为电信号，故B错误；电子自动称重装置是将压力信号转化为电信号，故C正确；湿手自动烘干装置是通过改变传感器的电容，控制芯片启动电机和加热装置，故D错误。故选C。]
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√
9．如图中关于传感器的应用，说法正确的是( )
A．干簧管是利用电磁感应的原理控
制电路的通断的
B．机器人“眼睛”利用了光传感器
C．红外测温枪向人体发射红外线，
从而测量人体温度
D．火灾报警器是通过感知温度触发报警的
题号
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B [干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；红外测温枪接收人体向外发射的红外线，从而测量人体温度，故C错误；火灾报警器是利用烟雾对光的散射工作的，故D错误。故选B。]
题号
9
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5
3
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√
10．(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例。下列说法中正确的是( )
A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体的电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
C．脂肪测量仪的工作原理是通过测量人体的体温来
判断人体脂肪所占的比例
D．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比
例的测量数据会不准确
√
BD [利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算人体脂肪率，故A、C错误，B正确；激烈运动之后，人体内的水和钠、钾等无机盐会有一部分流失，即人体的电阻大小发生变化，所以测量数据会不准确，故D正确。故选BD。]
题号
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题号
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√
11．如图所示为某电感式位移传感器的原理图，1是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1左右平移，则该传感器( )
A．将电流变化信号转化为位移变化信号输出
B．将位移变化信号转化为电流变化信号输出
C．将位移变化信号转化为电阻变化信号输出
D．当物体向左移动时，线圈的自感系数变小
B [电感式位移传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，故B正确，A、C错误；当物体向左移动时，软铁芯插入线圈的深度增大，则线圈的自感系数增大，故D错误。故选B。]
题号
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12．全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端。R′ R。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应
该接在图中的________两点之间，按照你的接法请回
答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将________
(选填“增大”或“减小”)。
b、c
增大
题号
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[解析] 由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化，且当R′ R时，UR＝IR可视为UR与R成正比，所以电压表应接在b、c两点之间；当油量减少时，R增大，电压表示数将增大。
