【高考押题卷】2025年高考物理高频易错考前冲刺 传感器（含解析）
文档属性
| 名称 | 【高考押题卷】2025年高考物理高频易错考前冲刺 传感器（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-28 07:51:52 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
高考物理高频易错押题预测 传感器
一．选择题（共8小题）
1．（2024 朝阳区校级模拟）有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F（F和R的单位分别为N和Ω）。下列说法中正确的是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1600N
B．电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处
D．该秤可以通过电路规律转换成F＝3200关系进行刻度转换
2．（2023秋 荆州期末）关于下列四种传感器的说法中正确的是（ ）
甲：装有酒精气体传感器的酒驾检测仪
乙：监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器
丙：自动门上的传感器
丁：测量血压的压力传感器
A．酒精乞体传感器主要由感应器、压力传感器、电阻、电容等组成的
B．监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器是利用热敏电阻和压力传感器制造而成的
C．自动门上的传感器，能探测到较远距离的人体发出的微弱红光
D．测量血压的压力传感器是把压力信号转化为光信号的一种装置
3．（2024秋 沈阳期中）如图所示的电路中，电源电动势为E，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法不正确的是（ ）
A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小
B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加
C．若光照变强，则小球会向下运动
D．若光照变强，则AB间电路的功率变大
4．（2024秋 越秀区校级月考）在巴黎奥运会15m攀岩速度赛中，我国运动员以4.77s夺得银牌。如甲图中脚离开传感器置1开始计时，如乙图中手触碰到传感器装置2计时结束，下列说法正确的是（ ）
A．4.77s表示时刻
B．运动员手的位移是15m
C．计时装置可能使用了压力传感器
D．可以求出运动员在此过程的平均速度
5．（2023秋 德阳期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，当闭合开关S后，发现带电液滴刚好静止在平行板电容器两极板之间。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值，电表均视为理想电表，若增大光照强度，关于电路工作状态的表述中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A的示数增大，电压表V1的示数增大
B．电容器极板带电量减小，带电液滴静止不动
C．
D．保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，则流过滑动变阻器R3的电流方向为由a点流向b点
6．（2024秋 雨花区校级月考）如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，滑动头可以无摩擦滑动，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是（ ）
A．电梯具有向上的加速度时，电压表示数减小
B．电梯具有向上的加速度时，电流表示数增大
C．电梯具有向下的加速度时，电压表示数与电流表示数的比值不变
D．电梯具有向下的加速度时，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值不变
7．（2024秋 龙华区校级期中）交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
8．（2025 宁波校级一模）以下关于传感器的说法错误的是（ ）
A．图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号
B．图b为电熨斗的构造示意图，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，此时应降低升降螺钉的高度
C．图c为加速度计示意图，当向右减速时，P点电势高于Q点电势
D．图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面应变片电阻变大，下表面应变片电阻变小
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2024秋 淄博期末）某同学设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板（电阻不计）相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上，迎风板与金属杆接触良好，并能在光滑的金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。弹簧的劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，迎风板面积S＝1m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的限流电阻的阻值R＝2Ω，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压传感器（内阻无穷大）的示数U1＝6V。假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，如果某时刻风吹迎风板使其向左压缩弹簧，电压传感器的示数变为U2＝2V。则（ ）
A．金属杆每米长度的电阻为6Ω
B．金属杆每米长度的电阻为3Ω
C．作用在迎风板上的风力大小为540N
D．风速大小为20m/s
（多选）10．（2024秋 长春期末）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（ ）
A．磁场能使硬币的速度增加得更快
B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加
C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力
D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些
（多选）11．（2024秋 西青区期末）酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。简化电路如图所示，若传感器电阻与酒精气体的浓度c成反比，且酒精气体的浓度c＝0时，传感器电阻极大。电流表A和电压表V均可视为理想电表。当吹入酒精气体时，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡L变亮
B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变小
D．电容器C上电荷量增多
（多选）12．（2023秋 许昌期末）如图所示，为某同学利用压力传感器设计的水库水位预警系统。电路中的R0是定值电阻，R是压力传感器（可等效为可变电阻），水位预警系统是一个电压表（右方虚线框内），图中水位控制开关（左方虚线框内）未画出。水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。下列说法正确的是（ ）
A．当水位逐渐降低、直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
B．当水位逐渐降低，直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐减小
C．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
D．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中。电压表示数逐渐减小
三．填空题（共4小题）
13．（2023秋 黄浦区校级期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是 。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以 R0。（选填“增大”或“减小”）
14．（2023秋 长宁区校级月考）如图所示是研究小车运动s﹣t图和v﹣t图的实验装置。信号发射器和信号接收器组成 传感器。若实验测得的x﹣t图像是 ，说明小车在轨道上做匀速直线运动；若继续增大轨道的倾斜角，小车会做 运动。
15．（2023秋 静安区校级月考）在测定小车运动的平均速度时选用的是 传感器，其中固定在小车上的是其 部分。如图所示是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像，选择区域AB范围内平均速度为 m/s；选择区域AC范围内平均速度为 m/s。其中较接近A点瞬时速度为 （选填“前者”或“后者”）。
16．（2023秋 浦东新区校级月考）在用DIS研究小车做直线运动的实验装置中，小车上安装的信号 器（选填“发射”或“接收”）是分体式位移传感器的一部分。位移传感器工作时间时发出红外线脉冲信号和超声波脉冲信号，计算机将收到两种信号的时差当作超声波信号在空气中传播的时间，这么处理的原因是 。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 海淀区校级期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
18．（2024秋 泉州期中）如图甲是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，利用电信号来显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零，放上重物后当滑片从最上端滑到最下端过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。已知滑动变阻器总长度L＝20cm，电源内阻不计，电压表、电流表均为理想电表，g取10m/s2，弹簧的劲度系数k＝10N/m，不计一切阻力。求：
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）电源电动势E和限流电阻R0的阻值；
（3）电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
19．（2024秋 佛山期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与弹簧的质量、电阻均可忽略，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）随m增大，流过R0的电流如何变化，电压表的示数如何变化；
（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
20．（2024秋 大连月考）加速度计广泛应用于制导系统中，如图为“加速度测量仪”的示意图。质量m＝1kg的光滑绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架连接，弹簧的劲度系数均为k＝10N/m。滑块B还通过滑动头与电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。弹簧及电阻CD与物体的运动方向平行。已知电源电动势为3V（电源内阻不计）。已知当滑块B加速度为零时，指针位于A点，理想电压表示数为1.5V；当滑块B向右以a1＝6m/s2的加速度运动时，指针位于C点，电压表示数为0；则当理想电压表的示数为2.0V时，求滑块B的加速度的大小并写出加速度的方向。
高考物理高频易错押题预测 传感器
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2024 朝阳区校级模拟）有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F（F和R的单位分别为N和Ω）。下列说法中正确的是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1600N
B．电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处
D．该秤可以通过电路规律转换成F＝3200关系进行刻度转换
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；方程法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】首先明确电路结构，根据压力传感器的变化可知电路中电流的变化，根据电路中的最大电流可得出能测量的最大体重；由压力为零时电路中的电流可知零刻度的位置，由闭合电路欧姆定律可得出电流与压力的关系。
【解答】解：A、由题意中知，F越大R阻值越小，当电路中电流达到电流表最大量程时，压力最大，故电路中最大电流为2A，则电路中总电阻R总Ω＝6Ω，则压力传感器的接入电阻为R接入＝6Ω﹣1Ω﹣1Ω＝4Ω，根据电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F，则最大测量压力为2600N，故A错误；
B、电流表G的量程越大，根据R总可知，总电阻就越小，电阻R就越小，根据电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F可知，F就越大。所以电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越大，故B错误；
B、当压力为零时，压力传感器的电阻为30Ω，则电路中电I0A＝0.375A，故零刻度在0.375A处，故C正确；
D、由欧姆定律可知，I可得F＝3200，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要是考查闭合电路的欧姆定律，关键是弄清楚电路的连接情况，根据串联电路和并联电路的特点，结合闭合电路的欧姆定律进行解答。
2．（2023秋 荆州期末）关于下列四种传感器的说法中正确的是（ ）
甲：装有酒精气体传感器的酒驾检测仪
乙：监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器
丙：自动门上的传感器
丁：测量血压的压力传感器
A．酒精乞体传感器主要由感应器、压力传感器、电阻、电容等组成的
B．监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器是利用热敏电阻和压力传感器制造而成的
C．自动门上的传感器，能探测到较远距离的人体发出的微弱红光
D．测量血压的压力传感器是把压力信号转化为光信号的一种装置
【考点】常见的传感器及分类．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】传感器是一种将非电学量（如温度、压力、光强等）转换为电学量的装置，广泛应用于我们的日常生活中。
【解答】解：A．酒精气体传感器主要由感应器、压力传感器、电阻、电容等组成的，故A正确；
B．监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器，通常是通过光学原理或电化学原理来检测水中悬浮颗粒的浓度，它并不使用热敏电阻和压力传感器，故B错误；
C．自动门上的传感器是一种红外线传感器，能探测到较远距离的人体发出的微弱红外线，故C错误；
D．测量血压的压力传感器是把压力信号转化为电信号的一种装置，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查传感器的工作原理及应用，比较简单。
3．（2024秋 沈阳期中）如图所示的电路中，电源电动势为E，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法不正确的是（ ）
A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小
B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加
C．若光照变强，则小球会向下运动
D．若光照变强，则AB间电路的功率变大
【考点】常见传感器的工作原理及应用；匀强电场中电势差与电场强度的关系；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；含容电路的动态分析．
【专题】定性思想；定量思想；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】图中定值电阻R1、灯泡L、光敏电阻R3串联，电容器的电压等于L与R3的总电压。当R2的滑片上移时，根据电路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到导致电容器两端电压变化情况。突然将电容器上极板上移时，电容器板间电压不变，分析场强的变化，由U＝Ed分析P点电势的变化，从而确定小球在P点电势能的变化。若光照变强，光敏电阻减小，分析板间场强的变化，判断油滴受力变化和运动情况。将R1看成电源的内阻，根据内外电阻相等时电源的输出功率最大，分析AB间电路的功率变化情况。
【解答】解：A．由于电路稳定时，R2与电容器串联，R2相当于导线，所以将R2的滑片上移时，电压表的示数不变，故A错误；
B．若突然将电容器上极板上移，电容器板间电压不变，由U＝Ed知，板间场强减小，P点与下极板间的电势差减小，而下极板的电势为零，所以P点电势降低，由于液滴带负电，所以小球在P点电势能增加，故B正确；
C．若光照变强，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，通过小灯泡的电流变大，电容器两端电压为U＝E﹣I（r+R1），I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，小球所受的电场力变小，因此小球要向下极板运动，故C正确；
D．根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，将R1看成电源的内阻，由于等效电源的外电阻大于内电阻，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即 AB间电路的功率逐渐变大，故D正确。
本题选择不正确的，故选A。
【点评】题是电路动态分析问题，关键是理清电路，根据路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到各个部分电路电流和电压的变化。要注意电源输出功率的大小与内、外电阻的大小关系有关。
4．（2024秋 越秀区校级月考）在巴黎奥运会15m攀岩速度赛中，我国运动员以4.77s夺得银牌。如甲图中脚离开传感器置1开始计时，如乙图中手触碰到传感器装置2计时结束，下列说法正确的是（ ）
A．4.77s表示时刻
B．运动员手的位移是15m
C．计时装置可能使用了压力传感器
D．可以求出运动员在此过程的平均速度
【考点】常见的传感器及分类；平均速度（定义式方向）．
【专题】定量思想；归纳法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】C
【分析】时间间隔在时间轴上用一段表示，时刻用一个点表示；根据开始和结束的位置分析；根据传感器的显示原理分析；根据平均速度的公式分析。
【解答】解：A、4.77s在时间轴上用一段来表示，是时间间隔，故A错误；
B、伍鹏脚离开装置1位置到手触碰装置2的位置的位移是15m，所以手的位移小于I5m，故B错误；
C、计时装置使用压力传感器检测伍鹏出发和到达的信息，故C正确；
D、这个过程并不能得到运动员的位移大小，所以无法计算运动员此过程的平均速度，故D错误。
故选：C。
【点评】掌握时刻和时间间隔的区别，知道这个攀岩的运动规则是解题的基础。
5．（2023秋 德阳期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，当闭合开关S后，发现带电液滴刚好静止在平行板电容器两极板之间。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值，电表均视为理想电表，若增大光照强度，关于电路工作状态的表述中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A的示数增大，电压表V1的示数增大
B．电容器极板带电量减小，带电液滴静止不动
C．
D．保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，则流过滑动变阻器R3的电流方向为由a点流向b点
【考点】常见传感器的工作原理及应用；含容电路的动态分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据闭合电路欧姆定律可以分别判断出各个电压表变化量与电流变化量的比值所表示的物理意义，进而知道它们的变化情况；增大光照强度，光敏电阻变小，则光敏电阻分得的电压变小，带电液滴受到的电场力变小，液滴向下运动。
【解答】解：A.根据电路知识可知，V1测路端电压，V2测R1电压，V3测光敏电阻R2的电压，A为总电流；若增大光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，则总电流增大，根据闭合电路欧姆定律可得U1＝E﹣Ir，电压表V1的示数减小，故A错误；
B.根据闭合电路欧姆定律可得U3＝E﹣I（r+R1）可知V3电压减小，根据，故电容器极板带电量减小，平行板电容器减的电场强度减小，故导致带电液滴向下运动，故B错误；
C.根据闭合电路欧姆定律U1＝E﹣Ir，故，，
故，故C正确；
D.保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，电容器电压不变，故滑动变阻器R3无电流，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，同时理解电容器两端的电压数值并结合电场知识判断液滴的运动情况。
6．（2024秋 雨花区校级月考）如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，滑动头可以无摩擦滑动，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是（ ）
A．电梯具有向上的加速度时，电压表示数减小
B．电梯具有向上的加速度时，电流表示数增大
C．电梯具有向下的加速度时，电压表示数与电流表示数的比值不变
D．电梯具有向下的加速度时，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值不变
【考点】常见传感器的工作原理及应用；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据先判断电阻的变化再结合欧姆定律即可分析出。
【解答】解：AB．当电梯具有向上的加速度时，此时可知重物受到的弹力要大于重力，所以滑动变阻器滑片向下运动，即滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流减小，定值电阻两端的电压减小，所以滑动变阻器两端电压增大，故AB错误；
CD．电梯具有向下的加速度时，重物受到的弹力小于重力，滑动变阻器滑片向上运动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律的变形式
所以电压表示数与电流表示数的比值减小；电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值为R0+r，所以不变；故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查学生对于动态电路的分析能力，难度适中。
7．（2024秋 龙华区校级期中）交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
【考点】常见传感器的工作原理及应用；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；电源的总功率、输出功率和效率．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，分析R阻值的变化情况，根据闭合电路欧姆定律列式，分析两电表示数变化关系；当酒精气体浓度越大时，传感器电阻R的电阻值越小，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化，根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化情况；根据闭合电路欧姆定律分析电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比变化情况。
【解答】解：ABD.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻R的电阻值减小，设电压表的示数为U，电流表的示数为I，根据闭合电路欧姆定律得：
可知电流表的示数I变大；
根据闭合电路欧姆定律得：
U＝E﹣I（R0+r）
可知U变小，根据上述表达式可知，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比||＝R0+r，保持不变，故AB错误，D正确；
C.酒精气体浓度越大时，传感器电阻R的电阻值越小，根据闭合电路欧姆定律知电路中电流越大，由于电源的内外电阻大小关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故C错误。
故选：D。
【点评】本题是信息给予题，要搞清传感器电阻R的特性，分析其阻值的变化情况，要知道R相当于可变电阻，会利用闭合电路欧姆定律分析两电表示数变化的关系。
8．（2025 宁波校级一模）以下关于传感器的说法错误的是（ ）
A．图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号
B．图b为电熨斗的构造示意图，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，此时应降低升降螺钉的高度
C．图c为加速度计示意图，当向右减速时，P点电势高于Q点电势
D．图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面应变片电阻变大，下表面应变片电阻变小
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；理解能力．
【答案】B
【分析】通过分析外界信号对传感器模型的影响，分析对应的电信号进行判断即可。
【解答】解：A、图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号，故A正确；
B、熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，调温旋钮应该向上旋，使得双金属片弯曲较小时，触点就分离，这样保证了温度不会过高，故B错误；
C、图c为加速度设计示意图，当向右减速时，加速度向左，则滑片向右移动，此时P点电势高于Q点电势，故C正确；
D、在梁的自由端施加向下的力F，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小，故D正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查了四种传感器的工作原理，同学们要能明白其中的工作过程才能做出准确判断。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2024秋 淄博期末）某同学设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板（电阻不计）相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上，迎风板与金属杆接触良好，并能在光滑的金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。弹簧的劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，迎风板面积S＝1m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的限流电阻的阻值R＝2Ω，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压传感器（内阻无穷大）的示数U1＝6V。假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，如果某时刻风吹迎风板使其向左压缩弹簧，电压传感器的示数变为U2＝2V。则（ ）
A．金属杆每米长度的电阻为6Ω
B．金属杆每米长度的电阻为3Ω
C．作用在迎风板上的风力大小为540N
D．风速大小为20m/s
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】定值电阻R与金属杆串联，当无风时，根据电压表示数，应用闭合欧姆定律求出电流，再根据公式求出金属杆接入电路的电阻，根据有风时电压表示数可用第1题的方法求出金属杆接入电路的电阻，由电阻再求出此时弹簧的长度，根据胡克定律 F＝Kx，求出风力，取极短时间内吹到迎风板上的空气为研究对象，应用动量定理和牛顿第三定律求出风速。
【解答】解：AB.当无风时，定值电阻R与金属杆串联，由欧姆定律得，电路中电流，此时金属杆接入电路中的电阻，故金属杆单位长度的电阻为，故A正确，B错误；
CD.当有风时，由欧姆定律得，电路中电流，此时金属杆接入电路中的电阻，此时金属杆的长度为L＝0.1m，根据胡克定律得作用在迎风板上的风力F＝K（L0﹣L）＝1300×（0.5﹣0.1）N＝520N，以在极短时间Δt内吹到迎风板上的空气为研究对象，取风的方向为正方向根据动量定理得：﹣F'Δt＝0﹣mv，又m＝pSvΔt，F′＝F，得到，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查电压、电流、电阻的计算，关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电压的规律。解决力电综合题，关键寻找力与电的桥梁，本题的桥梁是弹簧的长度。
（多选）10．（2024秋 长春期末）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（ ）
A．磁场能使硬币的速度增加得更快
B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加
C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力
D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】硬币进入磁场区域，硬币的磁通量变化，根据法拉第电磁感应定律可知会产生感应电流，会阻碍硬币的运动，使硬币的能量减小。
【解答】解：AC、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力，若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动，若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场，若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢，综上所述，磁场能使硬币的速度增大变慢，故A错误，C正确；
B、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故B错误；
D、如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，由动能定理可知，硬币到达测速器位置时速度更大一些，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题是对电磁感应定律的考查，明确感应电流会阻碍硬币的相对运动，从而减小物体的机械能的大小。
（多选）11．（2024秋 西青区期末）酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。简化电路如图所示，若传感器电阻与酒精气体的浓度c成反比，且酒精气体的浓度c＝0时，传感器电阻极大。电流表A和电压表V均可视为理想电表。当吹入酒精气体时，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡L变亮
B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变小
D．电容器C上电荷量增多
【考点】常见传感器的工作原理及应用；电路动态分析．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】AC
【分析】题目中提到的酒精测试仪利用了电阻随酒精气体浓度变化的原理，当酒精气体浓度增加时，传感器电阻减小。我们需要根据闭合电路的欧姆定律分析这种电阻变化对电路中各元件的影响。
【解答】解：当吹入酒精气体时，由于传感器电阻随酒精气体浓度增大而减小，故传感器的电阻减小，则回路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，总电流变大，灯泡L变亮，电流表示数变大，灯泡和电源内阻上的电压变大，则传感器上的电压即电压表示数减小，根据C，电容器两板间电压减小，带电荷量减小，故BD错误，AC正确。
故选：AC。
【点评】本题的关键在于理解传感器电阻变化对电路中电流、电压以及电容器电荷量的影响。当传感器电阻减小时，电路中的总电流增加，导致小灯泡L变亮，电压表V的示数变大，以及电容器C上的电荷量增多。正确理解这些变化对于解答本题至关重要。
（多选）12．（2023秋 许昌期末）如图所示，为某同学利用压力传感器设计的水库水位预警系统。电路中的R0是定值电阻，R是压力传感器（可等效为可变电阻），水位预警系统是一个电压表（右方虚线框内），图中水位控制开关（左方虚线框内）未画出。水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。下列说法正确的是（ ）
A．当水位逐渐降低、直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
B．当水位逐渐降低，直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐减小
C．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
D．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中。电压表示数逐渐减小
【考点】常见的传感器及分类；电路动态分析．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】根据水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小来分析水位升高和降低时，压力传感器电阻的变化，进而可知电路中电流的变化，即可知道R0两端电压的变化。
【解答】解：AB.水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。所以当水位逐渐降低时，R变大。则回路电阻变大，总电流变小，R0两端电压变小，即电压表示数逐渐减小，故A错误，B正确；
CD.水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。所以当水位逐渐升高时，R变小。回路电阻变小，总电流变大，R0两端电压变大，即电压表示数逐渐增大，故D错误，C正确。
故选：BC。
【点评】能够看懂电路的结构，知道串并联电路中电流、电压、和电阻的特点是解题的基础。
三．填空题（共4小题）
13．（2023秋 黄浦区校级期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是 如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能 。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以 减小 R0。（选填“增大”或“减小”）
【考点】常见传感器的工作原理及应用；闭合电路欧姆定律的内容和表达式．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；减小。
【分析】根据选择电压表和选择电流表接入电路进行对比分析电功率的消耗进行分析判断，结合增大电流在阻值改变相同的情况下电压变化更大进行解答。
【解答】解：装置中选择使用电压表更好，理由是如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；选择电压表，减小电阻R0，电路中电流增大，电阻变化相同时，电压变化变大，即灵敏度提高。
故答案为：如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；减小。
【点评】考查闭合电路的欧姆定律和电表的选择，会分析电路工作原理，根据题目要求作答。
14．（2023秋 长宁区校级月考）如图所示是研究小车运动s﹣t图和v﹣t图的实验装置。信号发射器和信号接收器组成 位移 传感器。若实验测得的x﹣t图像是 一条倾斜的直线 ，说明小车在轨道上做匀速直线运动；若继续增大轨道的倾斜角，小车会做 加速 运动。
【考点】常见传感器的工作原理及应用；利用x﹣t图像的斜率求解物体运动的速度．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】位移；一条倾斜的直线；加速。
【分析】了解实验装置，明确实验原理，从而判断该装置为位移传感器，再根据位移与时间图像进行分析。
【解答】解：根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了位移传感器；因为x﹣t图像斜率代表速度，所以小车在轨道上做匀速直线运动，则图像是一条倾斜的直线；若继续增大轨道的倾斜角，则小车重力沿斜面向下的分量会大于摩擦力，小车会做加速运动。
故答案为：位移；一条倾斜的直线；加速。
【点评】掌握实验装置的基本结构和原理，考查学生灵活处理问题的能力。
15．（2023秋 静安区校级月考）在测定小车运动的平均速度时选用的是 位移 传感器，其中固定在小车上的是其 发射器 部分。如图所示是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像，选择区域AB范围内平均速度为 1.2 m/s；选择区域AC范围内平均速度为 1.0 m/s。其中较接近A点瞬时速度为 后者 （选填“前者”或“后者”）。
【考点】常见的传感器及分类；平均速度（定义式方向）；瞬时速度；利用x﹣t图像的斜率求解物体运动的速度．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；实验探究能力．
【答案】位移；发射器；1.2；1.0；后者
【分析】DIS由传感器、数据采集器和计算机组成．测定小车的平均速度时，选用的是位移传感器．测定小车的瞬时速度时常用光电门传感器；根据平均速度的定义进行求解。
【解答】解：在测定小车运动的平均速度时选用的是位移传感器，其中固定在小车上的是其发射器部分。
由题图可知，从A到B位移为
x＝2.0m﹣0.25m＝1.75m
所用时间为
t＝2.5s﹣1.0s＝1.5s
平均速度大小为
m/s≈1.2m/s
由题图可知，从A到C位移为
x′＝0.75m﹣0.25m＝0.5m
所用时间为
t′＝1.5s﹣1.0s＝0.5s
m/s＝1.0m/s
由图可知，小车做加速运动，根据极限思想法可知越靠近A点的平均速度越接近A点的瞬时速度，故答案为后者。
故答案为：位移；发射器；1.2；1.0；后者
【点评】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
16．（2023秋 浦东新区校级月考）在用DIS研究小车做直线运动的实验装置中，小车上安装的信号 发射 器（选填“发射”或“接收”）是分体式位移传感器的一部分。位移传感器工作时间时发出红外线脉冲信号和超声波脉冲信号，计算机将收到两种信号的时差当作超声波信号在空气中传播的时间，这么处理的原因是 红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计 。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】发射；红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计
【分析】根据分体式位移传感器的组成及特点判断；根据红外线脉冲信号在空气中传播的速度大，时间短的特点判断。
【解答】解：信号发射器和信号接收器组成了位移传感器，信号发射器应安装在运动的小车上，信号接收器要连接计算机设备进行数据处理，应固定不动。
红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计，所以接收到红外线脉冲信号和超声波脉冲信号的时差可当作超声波信号在空气中传播的时间。
故答案为：发射；红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计
【点评】本题考查探究小车速度随时间变化的规律，要求掌握实验的原理、实验器材、数据处理。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 海淀区校级期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为：。
【分析】（1）当滑片在R最下方时，电压表示数最大，根据闭合电路欧姆定律求解；
（2）根据共点力平衡条件求解；
（3）根据电阻定律及共点力的平衡求解。
【解答】解：（1）经分析知，当滑片在R最下方时，电压表示数最大，电路总电阻为：R′＝R+R0+r
由闭合电路欧姆定律可得
U′＝IR
解得：；
（2）又题意可知，电子秤测量得最小质量为0；电子秤测量最大质量时，弹簧形变量增加l，由胡克定律结合受力分析：
F增＝kl＝mg
解得：
电子秤测量范围：；
（3）由闭合电路得欧姆定律可得：
当弹簧形变量增加x时，由电阻定律得：
由受力分析知：
kx＝mg
U＝IRx
解得：；
答：（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量为；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为：。
【点评】本题考查闭合电路欧姆定律及共点力的平衡条件的应用，解题的关键电路结构分析，注意电阻定律的运用。
18．（2024秋 泉州期中）如图甲是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，利用电信号来显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零，放上重物后当滑片从最上端滑到最下端过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。已知滑动变阻器总长度L＝20cm，电源内阻不计，电压表、电流表均为理想电表，g取10m/s2，弹簧的劲度系数k＝10N/m，不计一切阻力。求：
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）电源电动势E和限流电阻R0的阻值；
（3）电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
【考点】常见传感器的工作原理及应用；用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；电路动态分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】（1）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；
（2）电源电动势为9V和限流电阻的阻值为10Ω；
（3）电压表示数为Ux与所称物体质量m的关系式为Ux。
【分析】（1）根据题意和部分电路的欧姆定律可求；
（2）根据闭合电路欧姆定律可求电动势和电阻值；
（3）根据物体受力平衡再结合电路可求电压和物体质量的关系。
【解答】解：（1）滑动变阻器全部接入时U＝6V，I＝0.3A
由
（2）由图可知滑动变阻器不接入时I'＝0.9A
根据E＝U+IR0，E＝I'R0
代入数据解得E＝9V，R0＝10Ω
（3）当物体质量为m时，压缩量mg＝kΔx
电压表示数Ux
当电压最大时是6V，最大质量为0.2kg，代入数据解得，，m≤0.2kg。
答：（1）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；
（2）电源电动势为9V和限流电阻的阻值为10Ω；
（3）电压表示数为Ux与所称物体质量m的关系式为Ux。
【点评】明确闭合电路欧姆定律的内容，知道电路中电阻、电压和电流的关系。
19．（2024秋 佛山期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与弹簧的质量、电阻均可忽略，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）随m增大，流过R0的电流如何变化，电压表的示数如何变化；
（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力；模型建构能力．
【答案】（1）随m增大，流过R0的电流不变，电压表的示数增大；
（2）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为。
【分析】（1）根据电路图分析判断；
（2）根据闭合电路欧姆定律、电阻定律和欧姆定律求解电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
【解答】解：（1）由题意可知，当物体质量m增大时，滑动变阻器的滑动端向下滑动，回路中的总电阻不变，故流过R0的电流不变，变阻器R上端与滑片间的电阻器增大，因电压表测变阻器R上端与滑片间的电压，故电压表的示数增大；
（2）当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设托盘下降高度为x，由平衡条件可得：
mg＝kx
根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流：
根据电阻定律，电压表测量的电阻为：
由欧姆定律得：U＝IRx
联立以上四式解得：，
答：（1）随m增大，流过R0的电流不变，电压表的示数增大；
（2）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为。
【点评】本题是力电综合题，两者联系的桥梁是弹簧的形变量x，考查了闭合电路欧姆定律、电阻定律和欧姆定律等知识点。
20．（2024秋 大连月考）加速度计广泛应用于制导系统中，如图为“加速度测量仪”的示意图。质量m＝1kg的光滑绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架连接，弹簧的劲度系数均为k＝10N/m。滑块B还通过滑动头与电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。弹簧及电阻CD与物体的运动方向平行。已知电源电动势为3V（电源内阻不计）。已知当滑块B加速度为零时，指针位于A点，理想电压表示数为1.5V；当滑块B向右以a1＝6m/s2的加速度运动时，指针位于C点，电压表示数为0；则当理想电压表的示数为2.0V时，求滑块B的加速度的大小并写出加速度的方向。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】滑块B的加速度的大小为2m/s2，加速度的方向水平向左。
【分析】根据电压与电阻及电阻定律列式，结合牛顿第二定律解答。
【解答】解：设AC长为x1，则对滑块B，由牛顿第二定律有
2kx1＝ma1
解得
x1＝0.3m
设当电压表的示数为2.0V时，对应的电阻长度为x2，则
U1：U2＝1.5：2.0＝x1：x2
解得
x2＝0.4m
指针停在A点右边，所以滑块受的合力向左，其加速度方向向左，由牛顿第二定律
2k（x2﹣x1） ＝ma2
解得
a1＝2m/s2
加速度的方向水平向左。
答：滑块B的加速度的大小为2m/s2，加速度的方向水平向左。
【点评】本题中应变式加速度计体现了一种转换思想，即把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量．这类题目是力与电综合题，关键要寻找力电联系的桥梁。
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)
高考物理高频易错押题预测 传感器
一．选择题（共8小题）
1．（2024 朝阳区校级模拟）有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F（F和R的单位分别为N和Ω）。下列说法中正确的是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1600N
B．电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处
D．该秤可以通过电路规律转换成F＝3200关系进行刻度转换
2．（2023秋 荆州期末）关于下列四种传感器的说法中正确的是（ ）
甲：装有酒精气体传感器的酒驾检测仪
乙：监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器
丙：自动门上的传感器
丁：测量血压的压力传感器
A．酒精乞体传感器主要由感应器、压力传感器、电阻、电容等组成的
B．监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器是利用热敏电阻和压力传感器制造而成的
C．自动门上的传感器，能探测到较远距离的人体发出的微弱红光
D．测量血压的压力传感器是把压力信号转化为光信号的一种装置
3．（2024秋 沈阳期中）如图所示的电路中，电源电动势为E，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法不正确的是（ ）
A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小
B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加
C．若光照变强，则小球会向下运动
D．若光照变强，则AB间电路的功率变大
4．（2024秋 越秀区校级月考）在巴黎奥运会15m攀岩速度赛中，我国运动员以4.77s夺得银牌。如甲图中脚离开传感器置1开始计时，如乙图中手触碰到传感器装置2计时结束，下列说法正确的是（ ）
A．4.77s表示时刻
B．运动员手的位移是15m
C．计时装置可能使用了压力传感器
D．可以求出运动员在此过程的平均速度
5．（2023秋 德阳期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，当闭合开关S后，发现带电液滴刚好静止在平行板电容器两极板之间。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值，电表均视为理想电表，若增大光照强度，关于电路工作状态的表述中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A的示数增大，电压表V1的示数增大
B．电容器极板带电量减小，带电液滴静止不动
C．
D．保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，则流过滑动变阻器R3的电流方向为由a点流向b点
6．（2024秋 雨花区校级月考）如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，滑动头可以无摩擦滑动，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是（ ）
A．电梯具有向上的加速度时，电压表示数减小
B．电梯具有向上的加速度时，电流表示数增大
C．电梯具有向下的加速度时，电压表示数与电流表示数的比值不变
D．电梯具有向下的加速度时，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值不变
7．（2024秋 龙华区校级期中）交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
8．（2025 宁波校级一模）以下关于传感器的说法错误的是（ ）
A．图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号
B．图b为电熨斗的构造示意图，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，此时应降低升降螺钉的高度
C．图c为加速度计示意图，当向右减速时，P点电势高于Q点电势
D．图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面应变片电阻变大，下表面应变片电阻变小
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2024秋 淄博期末）某同学设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板（电阻不计）相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上，迎风板与金属杆接触良好，并能在光滑的金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。弹簧的劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，迎风板面积S＝1m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的限流电阻的阻值R＝2Ω，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压传感器（内阻无穷大）的示数U1＝6V。假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，如果某时刻风吹迎风板使其向左压缩弹簧，电压传感器的示数变为U2＝2V。则（ ）
A．金属杆每米长度的电阻为6Ω
B．金属杆每米长度的电阻为3Ω
C．作用在迎风板上的风力大小为540N
D．风速大小为20m/s
（多选）10．（2024秋 长春期末）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（ ）
A．磁场能使硬币的速度增加得更快
B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加
C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力
D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些
（多选）11．（2024秋 西青区期末）酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。简化电路如图所示，若传感器电阻与酒精气体的浓度c成反比，且酒精气体的浓度c＝0时，传感器电阻极大。电流表A和电压表V均可视为理想电表。当吹入酒精气体时，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡L变亮
B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变小
D．电容器C上电荷量增多
（多选）12．（2023秋 许昌期末）如图所示，为某同学利用压力传感器设计的水库水位预警系统。电路中的R0是定值电阻，R是压力传感器（可等效为可变电阻），水位预警系统是一个电压表（右方虚线框内），图中水位控制开关（左方虚线框内）未画出。水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。下列说法正确的是（ ）
A．当水位逐渐降低、直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
B．当水位逐渐降低，直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐减小
C．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
D．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中。电压表示数逐渐减小
三．填空题（共4小题）
13．（2023秋 黄浦区校级期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是 。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以 R0。（选填“增大”或“减小”）
14．（2023秋 长宁区校级月考）如图所示是研究小车运动s﹣t图和v﹣t图的实验装置。信号发射器和信号接收器组成 传感器。若实验测得的x﹣t图像是 ，说明小车在轨道上做匀速直线运动；若继续增大轨道的倾斜角，小车会做 运动。
15．（2023秋 静安区校级月考）在测定小车运动的平均速度时选用的是 传感器，其中固定在小车上的是其 部分。如图所示是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像，选择区域AB范围内平均速度为 m/s；选择区域AC范围内平均速度为 m/s。其中较接近A点瞬时速度为 （选填“前者”或“后者”）。
16．（2023秋 浦东新区校级月考）在用DIS研究小车做直线运动的实验装置中，小车上安装的信号 器（选填“发射”或“接收”）是分体式位移传感器的一部分。位移传感器工作时间时发出红外线脉冲信号和超声波脉冲信号，计算机将收到两种信号的时差当作超声波信号在空气中传播的时间，这么处理的原因是 。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 海淀区校级期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
18．（2024秋 泉州期中）如图甲是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，利用电信号来显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零，放上重物后当滑片从最上端滑到最下端过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。已知滑动变阻器总长度L＝20cm，电源内阻不计，电压表、电流表均为理想电表，g取10m/s2，弹簧的劲度系数k＝10N/m，不计一切阻力。求：
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）电源电动势E和限流电阻R0的阻值；
（3）电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
19．（2024秋 佛山期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与弹簧的质量、电阻均可忽略，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）随m增大，流过R0的电流如何变化，电压表的示数如何变化；
（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
20．（2024秋 大连月考）加速度计广泛应用于制导系统中，如图为“加速度测量仪”的示意图。质量m＝1kg的光滑绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架连接，弹簧的劲度系数均为k＝10N/m。滑块B还通过滑动头与电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。弹簧及电阻CD与物体的运动方向平行。已知电源电动势为3V（电源内阻不计）。已知当滑块B加速度为零时，指针位于A点，理想电压表示数为1.5V；当滑块B向右以a1＝6m/s2的加速度运动时，指针位于C点，电压表示数为0；则当理想电压表的示数为2.0V时，求滑块B的加速度的大小并写出加速度的方向。
高考物理高频易错押题预测 传感器
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2024 朝阳区校级模拟）有一种测量物体重力的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）。不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F（F和R的单位分别为N和Ω）。下列说法中正确的是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1600N
B．电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越小
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处
D．该秤可以通过电路规律转换成F＝3200关系进行刻度转换
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；方程法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】首先明确电路结构，根据压力传感器的变化可知电路中电流的变化，根据电路中的最大电流可得出能测量的最大体重；由压力为零时电路中的电流可知零刻度的位置，由闭合电路欧姆定律可得出电流与压力的关系。
【解答】解：A、由题意中知，F越大R阻值越小，当电路中电流达到电流表最大量程时，压力最大，故电路中最大电流为2A，则电路中总电阻R总Ω＝6Ω，则压力传感器的接入电阻为R接入＝6Ω﹣1Ω﹣1Ω＝4Ω，根据电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F，则最大测量压力为2600N，故A错误；
B、电流表G的量程越大，根据R总可知，总电阻就越小，电阻R就越小，根据电阻R随压力F变化的函数式为R＝30﹣0.01F可知，F就越大。所以电流表G的量程越大，则能测量的最大体重越大，故B错误；
B、当压力为零时，压力传感器的电阻为30Ω，则电路中电I0A＝0.375A，故零刻度在0.375A处，故C正确；
D、由欧姆定律可知，I可得F＝3200，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要是考查闭合电路的欧姆定律，关键是弄清楚电路的连接情况，根据串联电路和并联电路的特点，结合闭合电路的欧姆定律进行解答。
2．（2023秋 荆州期末）关于下列四种传感器的说法中正确的是（ ）
甲：装有酒精气体传感器的酒驾检测仪
乙：监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器
丙：自动门上的传感器
丁：测量血压的压力传感器
A．酒精乞体传感器主要由感应器、压力传感器、电阻、电容等组成的
B．监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器是利用热敏电阻和压力传感器制造而成的
C．自动门上的传感器，能探测到较远距离的人体发出的微弱红光
D．测量血压的压力传感器是把压力信号转化为光信号的一种装置
【考点】常见的传感器及分类．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】传感器是一种将非电学量（如温度、压力、光强等）转换为电学量的装置，广泛应用于我们的日常生活中。
【解答】解：A．酒精气体传感器主要由感应器、压力传感器、电阻、电容等组成的，故A正确；
B．监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器，通常是通过光学原理或电化学原理来检测水中悬浮颗粒的浓度，它并不使用热敏电阻和压力传感器，故B错误；
C．自动门上的传感器是一种红外线传感器，能探测到较远距离的人体发出的微弱红外线，故C错误；
D．测量血压的压力传感器是把压力信号转化为电信号的一种装置，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查传感器的工作原理及应用，比较简单。
3．（2024秋 沈阳期中）如图所示的电路中，电源电动势为E，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法不正确的是（ ）
A．若将R2的滑片上移，则电压表的示数变小
B．若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加
C．若光照变强，则小球会向下运动
D．若光照变强，则AB间电路的功率变大
【考点】常见传感器的工作原理及应用；匀强电场中电势差与电场强度的关系；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；含容电路的动态分析．
【专题】定性思想；定量思想；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】图中定值电阻R1、灯泡L、光敏电阻R3串联，电容器的电压等于L与R3的总电压。当R2的滑片上移时，根据电路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到导致电容器两端电压变化情况。突然将电容器上极板上移时，电容器板间电压不变，分析场强的变化，由U＝Ed分析P点电势的变化，从而确定小球在P点电势能的变化。若光照变强，光敏电阻减小，分析板间场强的变化，判断油滴受力变化和运动情况。将R1看成电源的内阻，根据内外电阻相等时电源的输出功率最大，分析AB间电路的功率变化情况。
【解答】解：A．由于电路稳定时，R2与电容器串联，R2相当于导线，所以将R2的滑片上移时，电压表的示数不变，故A错误；
B．若突然将电容器上极板上移，电容器板间电压不变，由U＝Ed知，板间场强减小，P点与下极板间的电势差减小，而下极板的电势为零，所以P点电势降低，由于液滴带负电，所以小球在P点电势能增加，故B正确；
C．若光照变强，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，通过小灯泡的电流变大，电容器两端电压为U＝E﹣I（r+R1），I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，小球所受的电场力变小，因此小球要向下极板运动，故C正确；
D．根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，将R1看成电源的内阻，由于等效电源的外电阻大于内电阻，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即 AB间电路的功率逐渐变大，故D正确。
本题选择不正确的，故选A。
【点评】题是电路动态分析问题，关键是理清电路，根据路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到各个部分电路电流和电压的变化。要注意电源输出功率的大小与内、外电阻的大小关系有关。
4．（2024秋 越秀区校级月考）在巴黎奥运会15m攀岩速度赛中，我国运动员以4.77s夺得银牌。如甲图中脚离开传感器置1开始计时，如乙图中手触碰到传感器装置2计时结束，下列说法正确的是（ ）
A．4.77s表示时刻
B．运动员手的位移是15m
C．计时装置可能使用了压力传感器
D．可以求出运动员在此过程的平均速度
【考点】常见的传感器及分类；平均速度（定义式方向）．
【专题】定量思想；归纳法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】C
【分析】时间间隔在时间轴上用一段表示，时刻用一个点表示；根据开始和结束的位置分析；根据传感器的显示原理分析；根据平均速度的公式分析。
【解答】解：A、4.77s在时间轴上用一段来表示，是时间间隔，故A错误；
B、伍鹏脚离开装置1位置到手触碰装置2的位置的位移是15m，所以手的位移小于I5m，故B错误；
C、计时装置使用压力传感器检测伍鹏出发和到达的信息，故C正确；
D、这个过程并不能得到运动员的位移大小，所以无法计算运动员此过程的平均速度，故D错误。
故选：C。
【点评】掌握时刻和时间间隔的区别，知道这个攀岩的运动规则是解题的基础。
5．（2023秋 德阳期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，当闭合开关S后，发现带电液滴刚好静止在平行板电容器两极板之间。分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值，电表均视为理想电表，若增大光照强度，关于电路工作状态的表述中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A的示数增大，电压表V1的示数增大
B．电容器极板带电量减小，带电液滴静止不动
C．
D．保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，则流过滑动变阻器R3的电流方向为由a点流向b点
【考点】常见传感器的工作原理及应用；含容电路的动态分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据闭合电路欧姆定律可以分别判断出各个电压表变化量与电流变化量的比值所表示的物理意义，进而知道它们的变化情况；增大光照强度，光敏电阻变小，则光敏电阻分得的电压变小，带电液滴受到的电场力变小，液滴向下运动。
【解答】解：A.根据电路知识可知，V1测路端电压，V2测R1电压，V3测光敏电阻R2的电压，A为总电流；若增大光照强度，光敏电阻R2的阻值减小，则总电流增大，根据闭合电路欧姆定律可得U1＝E﹣Ir，电压表V1的示数减小，故A错误；
B.根据闭合电路欧姆定律可得U3＝E﹣I（r+R1）可知V3电压减小，根据，故电容器极板带电量减小，平行板电容器减的电场强度减小，故导致带电液滴向下运动，故B错误；
C.根据闭合电路欧姆定律U1＝E﹣Ir，故，，
故，故C正确；
D.保持光照强度不变，仅向左移动滑动变阻器R3的滑片，电容器电压不变，故滑动变阻器R3无电流，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，同时理解电容器两端的电压数值并结合电场知识判断液滴的运动情况。
6．（2024秋 雨花区校级月考）如图所示是一种可测定竖直加速度方向的装置，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，滑动头可以无摩擦滑动，该装置在地面上静止时滑动头在变阻器的中间位置，现把它置于竖直电梯内。下列说法中正确的是（ ）
A．电梯具有向上的加速度时，电压表示数减小
B．电梯具有向上的加速度时，电流表示数增大
C．电梯具有向下的加速度时，电压表示数与电流表示数的比值不变
D．电梯具有向下的加速度时，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值不变
【考点】常见传感器的工作原理及应用；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据先判断电阻的变化再结合欧姆定律即可分析出。
【解答】解：AB．当电梯具有向上的加速度时，此时可知重物受到的弹力要大于重力，所以滑动变阻器滑片向下运动，即滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流减小，定值电阻两端的电压减小，所以滑动变阻器两端电压增大，故AB错误；
CD．电梯具有向下的加速度时，重物受到的弹力小于重力，滑动变阻器滑片向上运动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律的变形式
所以电压表示数与电流表示数的比值减小；电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值的绝对值为R0+r，所以不变；故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查学生对于动态电路的分析能力，难度适中。
7．（2024秋 龙华区校级期中）交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
【考点】常见传感器的工作原理及应用；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；电源的总功率、输出功率和效率．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，分析R阻值的变化情况，根据闭合电路欧姆定律列式，分析两电表示数变化关系；当酒精气体浓度越大时，传感器电阻R的电阻值越小，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化，根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化情况；根据闭合电路欧姆定律分析电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比变化情况。
【解答】解：ABD.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻R的电阻值减小，设电压表的示数为U，电流表的示数为I，根据闭合电路欧姆定律得：
可知电流表的示数I变大；
根据闭合电路欧姆定律得：
U＝E﹣I（R0+r）
可知U变小，根据上述表达式可知，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比||＝R0+r，保持不变，故AB错误，D正确；
C.酒精气体浓度越大时，传感器电阻R的电阻值越小，根据闭合电路欧姆定律知电路中电流越大，由于电源的内外电阻大小关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故C错误。
故选：D。
【点评】本题是信息给予题，要搞清传感器电阻R的特性，分析其阻值的变化情况，要知道R相当于可变电阻，会利用闭合电路欧姆定律分析两电表示数变化的关系。
8．（2025 宁波校级一模）以下关于传感器的说法错误的是（ ）
A．图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号
B．图b为电熨斗的构造示意图，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，此时应降低升降螺钉的高度
C．图c为加速度计示意图，当向右减速时，P点电势高于Q点电势
D．图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面应变片电阻变大，下表面应变片电阻变小
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；理解能力．
【答案】B
【分析】通过分析外界信号对传感器模型的影响，分析对应的电信号进行判断即可。
【解答】解：A、图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号，故A正确；
B、熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，调温旋钮应该向上旋，使得双金属片弯曲较小时，触点就分离，这样保证了温度不会过高，故B错误；
C、图c为加速度设计示意图，当向右减速时，加速度向左，则滑片向右移动，此时P点电势高于Q点电势，故C正确；
D、在梁的自由端施加向下的力F，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小，故D正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查了四种传感器的工作原理，同学们要能明白其中的工作过程才能做出准确判断。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2024秋 淄博期末）某同学设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板（电阻不计）相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上，迎风板与金属杆接触良好，并能在光滑的金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。弹簧的劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，迎风板面积S＝1m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的限流电阻的阻值R＝2Ω，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压传感器（内阻无穷大）的示数U1＝6V。假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，如果某时刻风吹迎风板使其向左压缩弹簧，电压传感器的示数变为U2＝2V。则（ ）
A．金属杆每米长度的电阻为6Ω
B．金属杆每米长度的电阻为3Ω
C．作用在迎风板上的风力大小为540N
D．风速大小为20m/s
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】定值电阻R与金属杆串联，当无风时，根据电压表示数，应用闭合欧姆定律求出电流，再根据公式求出金属杆接入电路的电阻，根据有风时电压表示数可用第1题的方法求出金属杆接入电路的电阻，由电阻再求出此时弹簧的长度，根据胡克定律 F＝Kx，求出风力，取极短时间内吹到迎风板上的空气为研究对象，应用动量定理和牛顿第三定律求出风速。
【解答】解：AB.当无风时，定值电阻R与金属杆串联，由欧姆定律得，电路中电流，此时金属杆接入电路中的电阻，故金属杆单位长度的电阻为，故A正确，B错误；
CD.当有风时，由欧姆定律得，电路中电流，此时金属杆接入电路中的电阻，此时金属杆的长度为L＝0.1m，根据胡克定律得作用在迎风板上的风力F＝K（L0﹣L）＝1300×（0.5﹣0.1）N＝520N，以在极短时间Δt内吹到迎风板上的空气为研究对象，取风的方向为正方向根据动量定理得：﹣F'Δt＝0﹣mv，又m＝pSvΔt，F′＝F，得到，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查电压、电流、电阻的计算，关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电压的规律。解决力电综合题，关键寻找力与电的桥梁，本题的桥梁是弹簧的长度。
（多选）10．（2024秋 长春期末）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（ ）
A．磁场能使硬币的速度增加得更快
B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加
C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力
D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】硬币进入磁场区域，硬币的磁通量变化，根据法拉第电磁感应定律可知会产生感应电流，会阻碍硬币的运动，使硬币的能量减小。
【解答】解：AC、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力，若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动，若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场，若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢，综上所述，磁场能使硬币的速度增大变慢，故A错误，C正确；
B、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故B错误；
D、如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，由动能定理可知，硬币到达测速器位置时速度更大一些，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题是对电磁感应定律的考查，明确感应电流会阻碍硬币的相对运动，从而减小物体的机械能的大小。
（多选）11．（2024秋 西青区期末）酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。简化电路如图所示，若传感器电阻与酒精气体的浓度c成反比，且酒精气体的浓度c＝0时，传感器电阻极大。电流表A和电压表V均可视为理想电表。当吹入酒精气体时，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡L变亮
B．电流表A的示数变小
C．电压表V的示数变小
D．电容器C上电荷量增多
【考点】常见传感器的工作原理及应用；电路动态分析．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】AC
【分析】题目中提到的酒精测试仪利用了电阻随酒精气体浓度变化的原理，当酒精气体浓度增加时，传感器电阻减小。我们需要根据闭合电路的欧姆定律分析这种电阻变化对电路中各元件的影响。
【解答】解：当吹入酒精气体时，由于传感器电阻随酒精气体浓度增大而减小，故传感器的电阻减小，则回路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，总电流变大，灯泡L变亮，电流表示数变大，灯泡和电源内阻上的电压变大，则传感器上的电压即电压表示数减小，根据C，电容器两板间电压减小，带电荷量减小，故BD错误，AC正确。
故选：AC。
【点评】本题的关键在于理解传感器电阻变化对电路中电流、电压以及电容器电荷量的影响。当传感器电阻减小时，电路中的总电流增加，导致小灯泡L变亮，电压表V的示数变大，以及电容器C上的电荷量增多。正确理解这些变化对于解答本题至关重要。
（多选）12．（2023秋 许昌期末）如图所示，为某同学利用压力传感器设计的水库水位预警系统。电路中的R0是定值电阻，R是压力传感器（可等效为可变电阻），水位预警系统是一个电压表（右方虚线框内），图中水位控制开关（左方虚线框内）未画出。水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。下列说法正确的是（ ）
A．当水位逐渐降低、直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
B．当水位逐渐降低，直到控制开关自动开启低水位预警的过程中，电压表示数逐渐减小
C．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中，电压表示数逐渐增大
D．当水位逐渐升高，直到控制开关自动开启高水位预警的过程中。电压表示数逐渐减小
【考点】常见的传感器及分类；电路动态分析．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】BC
【分析】根据水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小来分析水位升高和降低时，压力传感器电阻的变化，进而可知电路中电流的变化，即可知道R0两端电压的变化。
【解答】解：AB.水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。所以当水位逐渐降低时，R变大。则回路电阻变大，总电流变小，R0两端电压变小，即电压表示数逐渐减小，故A错误，B正确；
CD.水位越高，水对压力传感器R的压力越大，压力传感器R的电阻值越小。所以当水位逐渐升高时，R变小。回路电阻变小，总电流变大，R0两端电压变大，即电压表示数逐渐增大，故D错误，C正确。
故选：BC。
【点评】能够看懂电路的结构，知道串并联电路中电流、电压、和电阻的特点是解题的基础。
三．填空题（共4小题）
13．（2023秋 黄浦区校级期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是 如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能 。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以 减小 R0。（选填“增大”或“减小”）
【考点】常见传感器的工作原理及应用；闭合电路欧姆定律的内容和表达式．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；减小。
【分析】根据选择电压表和选择电流表接入电路进行对比分析电功率的消耗进行分析判断，结合增大电流在阻值改变相同的情况下电压变化更大进行解答。
【解答】解：装置中选择使用电压表更好，理由是如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；选择电压表，减小电阻R0，电路中电流增大，电阻变化相同时，电压变化变大，即灵敏度提高。
故答案为：如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；减小。
【点评】考查闭合电路的欧姆定律和电表的选择，会分析电路工作原理，根据题目要求作答。
14．（2023秋 长宁区校级月考）如图所示是研究小车运动s﹣t图和v﹣t图的实验装置。信号发射器和信号接收器组成 位移 传感器。若实验测得的x﹣t图像是 一条倾斜的直线 ，说明小车在轨道上做匀速直线运动；若继续增大轨道的倾斜角，小车会做 加速 运动。
【考点】常见传感器的工作原理及应用；利用x﹣t图像的斜率求解物体运动的速度．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】位移；一条倾斜的直线；加速。
【分析】了解实验装置，明确实验原理，从而判断该装置为位移传感器，再根据位移与时间图像进行分析。
【解答】解：根据实验装置可知，信号发射器和信号接收器组成了位移传感器；因为x﹣t图像斜率代表速度，所以小车在轨道上做匀速直线运动，则图像是一条倾斜的直线；若继续增大轨道的倾斜角，则小车重力沿斜面向下的分量会大于摩擦力，小车会做加速运动。
故答案为：位移；一条倾斜的直线；加速。
【点评】掌握实验装置的基本结构和原理，考查学生灵活处理问题的能力。
15．（2023秋 静安区校级月考）在测定小车运动的平均速度时选用的是 位移 传感器，其中固定在小车上的是其 发射器 部分。如图所示是实验时记录的小车运动的位移随时间变化的图像，选择区域AB范围内平均速度为 1.2 m/s；选择区域AC范围内平均速度为 1.0 m/s。其中较接近A点瞬时速度为 后者 （选填“前者”或“后者”）。
【考点】常见的传感器及分类；平均速度（定义式方向）；瞬时速度；利用x﹣t图像的斜率求解物体运动的速度．
【专题】定量思想；推理法；直线运动规律专题；实验探究能力．
【答案】位移；发射器；1.2；1.0；后者
【分析】DIS由传感器、数据采集器和计算机组成．测定小车的平均速度时，选用的是位移传感器．测定小车的瞬时速度时常用光电门传感器；根据平均速度的定义进行求解。
【解答】解：在测定小车运动的平均速度时选用的是位移传感器，其中固定在小车上的是其发射器部分。
由题图可知，从A到B位移为
x＝2.0m﹣0.25m＝1.75m
所用时间为
t＝2.5s﹣1.0s＝1.5s
平均速度大小为
m/s≈1.2m/s
由题图可知，从A到C位移为
x′＝0.75m﹣0.25m＝0.5m
所用时间为
t′＝1.5s﹣1.0s＝0.5s
m/s＝1.0m/s
由图可知，小车做加速运动，根据极限思想法可知越靠近A点的平均速度越接近A点的瞬时速度，故答案为后者。
故答案为：位移；发射器；1.2；1.0；后者
【点评】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
16．（2023秋 浦东新区校级月考）在用DIS研究小车做直线运动的实验装置中，小车上安装的信号 发射 器（选填“发射”或“接收”）是分体式位移传感器的一部分。位移传感器工作时间时发出红外线脉冲信号和超声波脉冲信号，计算机将收到两种信号的时差当作超声波信号在空气中传播的时间，这么处理的原因是 红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计 。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题；理解能力．
【答案】发射；红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计
【分析】根据分体式位移传感器的组成及特点判断；根据红外线脉冲信号在空气中传播的速度大，时间短的特点判断。
【解答】解：信号发射器和信号接收器组成了位移传感器，信号发射器应安装在运动的小车上，信号接收器要连接计算机设备进行数据处理，应固定不动。
红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计，所以接收到红外线脉冲信号和超声波脉冲信号的时差可当作超声波信号在空气中传播的时间。
故答案为：发射；红外线脉冲信号在空气中传播的速度为光速，从发射器到接收器的运动时间极短，可忽略不计
【点评】本题考查探究小车速度随时间变化的规律，要求掌握实验的原理、实验器材、数据处理。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 海淀区校级期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为：。
【分析】（1）当滑片在R最下方时，电压表示数最大，根据闭合电路欧姆定律求解；
（2）根据共点力平衡条件求解；
（3）根据电阻定律及共点力的平衡求解。
【解答】解：（1）经分析知，当滑片在R最下方时，电压表示数最大，电路总电阻为：R′＝R+R0+r
由闭合电路欧姆定律可得
U′＝IR
解得：；
（2）又题意可知，电子秤测量得最小质量为0；电子秤测量最大质量时，弹簧形变量增加l，由胡克定律结合受力分析：
F增＝kl＝mg
解得：
电子秤测量范围：；
（3）由闭合电路得欧姆定律可得：
当弹簧形变量增加x时，由电阻定律得：
由受力分析知：
kx＝mg
U＝IRx
解得：；
答：（1）计算电压表的最大示数；
（2）计算该电子秤能测量的最大质量为；
（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为：。
【点评】本题考查闭合电路欧姆定律及共点力的平衡条件的应用，解题的关键电路结构分析，注意电阻定律的运用。
18．（2024秋 泉州期中）如图甲是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，利用电信号来显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零，放上重物后当滑片从最上端滑到最下端过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。已知滑动变阻器总长度L＝20cm，电源内阻不计，电压表、电流表均为理想电表，g取10m/s2，弹簧的劲度系数k＝10N/m，不计一切阻力。求：
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）电源电动势E和限流电阻R0的阻值；
（3）电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
【考点】常见传感器的工作原理及应用；用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；电路动态分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．
【答案】（1）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；
（2）电源电动势为9V和限流电阻的阻值为10Ω；
（3）电压表示数为Ux与所称物体质量m的关系式为Ux。
【分析】（1）根据题意和部分电路的欧姆定律可求；
（2）根据闭合电路欧姆定律可求电动势和电阻值；
（3）根据物体受力平衡再结合电路可求电压和物体质量的关系。
【解答】解：（1）滑动变阻器全部接入时U＝6V，I＝0.3A
由
（2）由图可知滑动变阻器不接入时I'＝0.9A
根据E＝U+IR0，E＝I'R0
代入数据解得E＝9V，R0＝10Ω
（3）当物体质量为m时，压缩量mg＝kΔx
电压表示数Ux
当电压最大时是6V，最大质量为0.2kg，代入数据解得，，m≤0.2kg。
答：（1）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；
（2）电源电动势为9V和限流电阻的阻值为10Ω；
（3）电压表示数为Ux与所称物体质量m的关系式为Ux。
【点评】明确闭合电路欧姆定律的内容，知道电路中电阻、电压和电流的关系。
19．（2024秋 佛山期中）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与弹簧的质量、电阻均可忽略，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）随m增大，流过R0的电流如何变化，电压表的示数如何变化；
（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力；模型建构能力．
【答案】（1）随m增大，流过R0的电流不变，电压表的示数增大；
（2）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为。
【分析】（1）根据电路图分析判断；
（2）根据闭合电路欧姆定律、电阻定律和欧姆定律求解电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
【解答】解：（1）由题意可知，当物体质量m增大时，滑动变阻器的滑动端向下滑动，回路中的总电阻不变，故流过R0的电流不变，变阻器R上端与滑片间的电阻器增大，因电压表测变阻器R上端与滑片间的电压，故电压表的示数增大；
（2）当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设托盘下降高度为x，由平衡条件可得：
mg＝kx
根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流：
根据电阻定律，电压表测量的电阻为：
由欧姆定律得：U＝IRx
联立以上四式解得：，
答：（1）随m增大，流过R0的电流不变，电压表的示数增大；
（2）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为。
【点评】本题是力电综合题，两者联系的桥梁是弹簧的形变量x，考查了闭合电路欧姆定律、电阻定律和欧姆定律等知识点。
20．（2024秋 大连月考）加速度计广泛应用于制导系统中，如图为“加速度测量仪”的示意图。质量m＝1kg的光滑绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架连接，弹簧的劲度系数均为k＝10N/m。滑块B还通过滑动头与电阻CD相连，CD中任意一段的电阻都与其长度成正比。弹簧及电阻CD与物体的运动方向平行。已知电源电动势为3V（电源内阻不计）。已知当滑块B加速度为零时，指针位于A点，理想电压表示数为1.5V；当滑块B向右以a1＝6m/s2的加速度运动时，指针位于C点，电压表示数为0；则当理想电压表的示数为2.0V时，求滑块B的加速度的大小并写出加速度的方向。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】滑块B的加速度的大小为2m/s2，加速度的方向水平向左。
【分析】根据电压与电阻及电阻定律列式，结合牛顿第二定律解答。
【解答】解：设AC长为x1，则对滑块B，由牛顿第二定律有
2kx1＝ma1
解得
x1＝0.3m
设当电压表的示数为2.0V时，对应的电阻长度为x2，则
U1：U2＝1.5：2.0＝x1：x2
解得
x2＝0.4m
指针停在A点右边，所以滑块受的合力向左，其加速度方向向左，由牛顿第二定律
2k（x2﹣x1） ＝ma2
解得
a1＝2m/s2
加速度的方向水平向左。
答：滑块B的加速度的大小为2m/s2，加速度的方向水平向左。
【点评】本题中应变式加速度计体现了一种转换思想，即把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量．这类题目是力与电综合题，关键要寻找力电联系的桥梁。
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)
同课章节目录