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高中物理选择性必修二单元复习检测
第五章传感器单元复习检测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1. 许多手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫作“嵴”，凹下部分叫作“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同。此时传感器给所有的电容器充电达到同一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图像数据。根据以上信息，下列说法中正确的是( )
A．电容器在充电过程中是把电能转化成化学能
B．在嵴处形成的电容器放电较快
C．在峪处形成的电容器充电后带电荷量较小
D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响
2 传感器是智能社会的基础元件。如图为电容式位移传感器的示意图，观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化，表征该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为-L/2≤x≤L/2。下列说法正确的是
A. 电容器的电容变大，物体向-x方向运动
B. 电容器的电容变大，物体向+x方向运动
C. 电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高
D. 电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高
3. 电容式加速度传感器的原理结构如图，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. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流
C. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
4. 传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是：（ ）
A. B.
C. D.
5 .下列关于传感器的说法中正确的是（ ）
A. 金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
B. 电饭锅是通过压力传感器实现温度的自动控制
C. 干簧管是一种能够感知电场的传感器
D. 传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者是电路的通断
6 .下列有关传感器的说法中错误的是（ ）
A. 汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器
B. “嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器
C. 电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D. 火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器
7 .关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A. 传感器能将电学量按一定规律转换成非电学量
B. 干簧管是能够感知电场的传感器
C. 半导体热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小
D. 金属热电阻一般选用线性好，温度系数较大的材料制成
8 .温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则（ ）
A. 图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B. 图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C. 图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D. 图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
9. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是
A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小
B.图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的
C.自行车的车速越大，霍尔电势差越高
D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小
10. 电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲。永久磁铁的左右两侧分别为N、S极，开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，已知电压与车速关系如图丙，以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（ ）
A. 为提高控制的灵敏度，应该使永久磁铁的上下端分別为N、S极
B. 按图甲顺时针转动电动车的右把手（手柄转套），车速将变快
C. 图乙中从霍尔器件的前后面输出控制车速的霍尔电压
D. 若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
二、实验题
11 (2023·四川遂宁模拟)高速路入口都安装有称量汽车重量的地磅，如图甲是某工厂生产的小型地磅结构图和电路图，其中R是压敏电阻，质量m0＝500 kg的秤台平放在压敏电阻上，被称汽车停放在秤台上。已知电路中电源电动势为26 V、内电阻r＝10 Ω，电流表量程为0.3 A、内阻RA＝10 Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为500 Ω。如图乙是压敏电阻的阻值R随压力F的变化曲线。某设计人员对电流表上刻度重新赋值，使之能够从表盘上直接读出秤台上汽车的质量，他先后进行了以下操作。重力加速度g＝10 m/s2。
(1)断开开关S，撤去秤台上的汽车，把多用电表的旋钮旋到欧姆挡“×10挡”，通过正确调零后，用红、黑表笔接在压敏电阻两端，多用电表的表针指到如图丙所示位置，则压敏电阻R此时的电阻值为________Ω。
(2)闭合开关S，设计人员通过调节滑动变阻器，使电流表读数为0.10 A，并在此处标注为0 kg，则此时滑动变阻器R′接入电路的电阻值为________Ω；2 500 kg处应标注在________A处。
(3)设计人员按上述操作逐个刻度赋值后，经长时间使用，发现电池的电动势略有减小、内电阻有所增大。他重新调节滑动变阻器，使秤台空载时电流表读数仍为0.10 A，然后再去测量汽车的重量。您认为现在的测量值相比汽车真实重量________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12．(15分)传感器在现代生活、生产中有着相当广泛的应用。一个测量温度的传感器设计电路如图甲所示，要求从温度t＝0 ℃时开始测量，并能从表盘上直接读出温度值(电流表满偏时指针所指刻度为0 ℃)。其中R1是保护电阻，R2是调零电阻(总电阻100 Ω)，理想电流表量程为6 mA，电源电动势E＝3 V(内阻不计)，金属热电阻的阻值R与温度t的对应关系如图乙所示。
(1)现有三种规格的保护电阻，R1应选择________。
A．30 Ω B．300 Ω C．420 Ω
(2)选取、安装好保护电阻后，要对温度传感器进行调零，调零电阻R2应调为________Ω。
(3)现对表盘进行重新赋值，原3 mA刻度线应标注________℃。
(4)由于电池老化，电动势降为2.8 V，传感器温度读数会出现偏差。如果某次使用时，先调零、后测量，读出t＝240 ℃，此时电流大小为________mA，实际温度为________℃。(结果均保留1位小数)
13. (2023·山东滨州高三期末)半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。现有一压力传感器：
(1)利用图甲所示的电路测量该传感器在不同压力下的阻值RN，其阻值约几十千欧，实验室提供以下器材：
电源电动势为3 V
电流表A(量程250 μA，内阻约为50 Ω)
电压表V(量程3 V，内阻约为20 kΩ)
滑动变阻器R(阻值0～100 Ω)
为了提高测量的准确性，开关S1应该接________(选填“1”或“2”)，开关S2应该接________(选填“3”或“4”)；
(2)通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图乙所示：
(3)由图乙可知，压力越大，阻值________(选填“越大”或“越小”)，且压力小于2.0 N时的灵敏度比压力大于2.0 N时的灵敏度(灵敏度指电阻值随压力的变化率)________(选填“高”或“低”)；
(4)利用该压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣装置，可以将质量不同的物体进行分拣，图中RN为压力传感器，R′为滑动变阻器，电源电压为6 V(内阻不计)。分拣时将质量大小不同的物体用传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，控制电路两端电压小于3 V时，杠杆OB水平，物体水平通过杠杆进入通道1，当控制电路两端电压大于3 V时，杠杆的B端就会被吸下，物体下滑通过杠杆进入通道2，从而实现分拣功能。若R′调为30 kΩ，取重力加速度g＝10 m/s2，该分拣装置可以实现将质量超过________kg的物体进行分拣(结果保留2位有效数字)，若要将质量超过0.20 kg的货物实现分拣，应该将R′调成________kΩ(结果保留3位有效数字)。
14 (2023·广东茂名联考)如图甲为一利用光敏电阻测量储液罐中液面高度的装置的示意图。当罐中装满液体时，液面与出液口高度差为h，罐外有一竖直放置的管，管内一侧有沿竖直线排列的多个光敏电阻，另一侧有一列光强稳定的光源。液面上一浮块与一块遮光板通过定滑轮相连，遮光板可随浮块的升降在管内上下运动，光敏电阻的总长度和遮光板的总长度都为h。当储液罐内装满液体时，遮光板的上沿与最下面的光敏电阻的下边缘等高。管内的光均匀地照射在光敏电阻上，光敏电阻和仪表相连。现要求设计一电路以利用上述装置测量液面的高度。
为将问题简化，假设管内只有3个光敏电阻R1、R2、R3，分别位于管的上端、下端和中央；它们的暗电阻均为R＝10 kΩ，被管内光源照亮时电阻均为R′＝1.0 kΩ。给定的仪器还有：直流电源E(电动势为9 V，电阻不计)，3个定值电阻，阻值分别为R4＝2.5 kΩ，R5＝1.8 kΩ，R6＝1.5 kΩ；电压表V(量程为0～3 V，内阻可视为无穷大)，开关一个，导线若干。
要求：当罐内装满液体时，电压表恰好为满量程。
(1)如图乙为某次电压表的示数，其大小为________V。
(2)选择合适的定值电阻，在如图丙所示虚线框内画出电路图，并用题中给定的符号标明图中各元件。
(3)液面与出液口等高时电压表的示数为________V。(结果保留2位有效数字)
(4)若管内的光强变暗，使得光敏电阻被照亮时的阻值变为1.2 kΩ，则定值电阻的阻值应变为________kΩ，便可达到题目要求。(结果保留2位有效数字)
15. (2023·湖北黄冈模拟)体温监测是进行疾病诊疗的基本手段之一。某同学在老师指导下利用负温度系数热敏电阻(NTC)设计制作一个简易温度计。
(1)该同学通过查找资料，发现该热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的图像如图甲所示，则该热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的函数关系式为___________________________________________________。
(2)该同学使用直流电源、毫安表、保护电阻R0、热敏电阻(NTC)、开关S、导线若干设计组装的热敏温度计的电路图如图乙所示。若电源的电动势为E、内阻为r，保护电阻的阻值为R0，热敏电阻的阻值为Rt，毫安表的内阻为Rg，则毫安表示数I＝___________；若电源的电动势E＝3 V、内阻不计，毫安表的量程为15 mA、内阻为5 Ω，要求该温度计测量的量程为45 ℃，则保护电阻R0＝___________Ω。
(3)当该温度计使用一段时间后，其所用电源会有一定程度老化。电动势E基本不变，内阻逐渐增大，则使用一段时间后该温度计所测温度会比实际温度___________(选填“偏低”“偏高”或“相同”)。
16 .摄影中常用测光表来测定光的强度以便确定合适的曝光时间。光的强弱可以用照度来计量，光越强，照度越大，照度单位为lx。如图1为某光敏电阻Rp在不同照度下阻值的变化情况。某同学按照图2所示的电路图连成电路，测出不同照度下对应的电流值，然后将照度值标在电流表表盘对应的刻度线上，这样就将电流表改装成一个简易的测光表。现有的器材及规格如下：
学生用书?第284页
A．光敏电阻Rp
B．微安表μA(量程0～500 μA，内阻rA＝500 Ω)
C．电源E(电动势3.0 V，内阻不计)
D．滑动变阻器R
E．开关K
(1)此简易测光表上较大的照度值对应________(选填“较大”或“较小”)的电流值；
(2)此简易测光表上相邻刻线对应的照度值之差是否恒定？________(选填“是”或“否”)；
(3)若此简易测光表的最大照度值为800 lx，则图2中滑动变阻器的阻值应调节到R＝________Ω；
(4)一段时间后，电源的电动势不变，内阻变大为某一值而不能忽略，调节滑动变阻器使测光表能测的最大照度依然为800 lx。则照度的测量值________真实值。
A．大于 B．等于 C．小于
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高中物理选择性必修二单元复习检测
第五章传感器单元复习检测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1. 许多手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫作“嵴”，凹下部分叫作“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同。此时传感器给所有的电容器充电达到同一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图像数据。根据以上信息，下列说法中正确的是( )
A．电容器在充电过程中是把电能转化成化学能
B．在嵴处形成的电容器放电较快
C．在峪处形成的电容器充电后带电荷量较小
D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响
答案：C 解析：电容器在充电过程中是把电能转化成电场能，故A错误；由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据Q＝CU＝可知，极板与指纹峪处(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷量较少，在放电过程中放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故B错误，C正确；湿的手指与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误。
2 传感器是智能社会的基础元件。如图为电容式位移传感器的示意图，观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化，表征该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为-L/2≤x≤L/2。下列说法正确的是
A. 电容器的电容变大，物体向-x方向运动
B. 电容器的电容变大，物体向+x方向运动
C. 电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高
D. 电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高
答案：AC
解析：根据平行板电容器的决定式，可知，进入电容器极板之间的电介质多，电容器的电容变大，物体向-x方向运动，选项A正确B错误；在进入电容器极板之间△x相同的情况下，电介质的介电常数越大，电容器电容增加量△C越大，传感器灵敏度越高，选项C正确；电容器电容与电容器的板间电压无关，所以传感器灵敏度与电容器的板间电压无关，选项D错误。
3. 电容式加速度传感器的原理结构如图，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. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流
C. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
答案：B
解析：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；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B正确；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；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D错误；
4. 传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是：（ ）
A. B.
C. D.
答案：C
解析：
A图是可变电容器，通过改变电介质，来改变电容器的电容，A不符合题意；
B图，电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，B不符合题意；
C图是通过改变极板间的距离，改变电容器的电容，C符合题意．
D图，电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容器的电容，D不符合题意；
5 .下列关于传感器的说法中正确的是（ ）
A. 金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
B. 电饭锅是通过压力传感器实现温度的自动控制
C. 干簧管是一种能够感知电场的传感器
D. 传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者是电路的通断
答案：D
解析：金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，可以将热学量转换为电学量的传感器．故A错误；
电饭锅是通过温度传感器实现温度的自动控制，故B错误；
干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故C错误；
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量或者是电路的通断，故D正确；
6 .下列有关传感器的说法中错误的是（ ）
A. 汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器
B. “嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器
C. 电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D. 火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器
答案：D
解析：汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器，是红外线传感器，故A错误；
“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光学传感器，故B正确；
电子秤称量物体质量是利用了压力传感器，故C正确；
火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了光传感器，在发生火灾时有烟雾挡住了光传感器，故D错误；
【思路分析】传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
7 .关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A. 传感器能将电学量按一定规律转换成非电学量
B. 干簧管是能够感知电场的传感器
C. 半导体热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小
D. 金属热电阻一般选用线性好，温度系数较大的材料制成
答案：C
解析：传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量．故A错误；
干簧管是一种能够感知磁场的传感器．故B错误；
热敏电阻在温度升高时，电阻会变小，热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．故C正确；
金属热电阻是将温度转化为电阻，金属导体热电阻随温度的升高而增大；金属热电阻一般选用线性好，温度系数较小的材料制成．故D错误．
【思路分析】传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
8 .温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则（ ）
A. 图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B. 图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C. 图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D. 图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
答案：C,D
解析：金属导体的电阻随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高而减小，故选项C、D符合题意。
9. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是
A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小
B.图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的
C.自行车的车速越大，霍尔电势差越高
D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小
答案：AD
解析：根据题述，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压，因此根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小，选项A正确；霍尔元件的材料是半导体材料，N型半导体是自由电子导电，P型半导体是空穴导电，选项B错误；自行车的车速越大，单位时间内的脉冲数增加，但不会导致霍尔电势差增大，选项C错误；如果长时间不更换传感器的电源，电池内阻增大，导致传感器中电流减小，自由电荷定向移动的速度减小，霍尔电势差将减小，选项D正确。
10. 电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲。永久磁铁的左右两侧分别为N、S极，开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，已知电压与车速关系如图丙，以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（ ）
A. 为提高控制的灵敏度，应该使永久磁铁的上下端分別为N、S极
B. 按图甲顺时针转动电动车的右把手（手柄转套），车速将变快
C. 图乙中从霍尔器件的前后面输出控制车速的霍尔电压
D. 若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
答案：BC
解析：根据题意，结合图乙的示意图，那么永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的电势差，不一定在霍尔器件的左右侧面，也可能在前后表面，故A错误； 当按图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增加，那么霍尔器件输出控制车速的电势差增大，因此车速变快，故B正确； 由于在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上下端分别为N、S 极时，磁场与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，那么霍尔器件不能输出控制车速的电势差，故C正确； 当霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的电势差正负号相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，故D错误；
二、实验题
11 (2023·四川遂宁模拟)高速路入口都安装有称量汽车重量的地磅，如图甲是某工厂生产的小型地磅结构图和电路图，其中R是压敏电阻，质量m0＝500 kg的秤台平放在压敏电阻上，被称汽车停放在秤台上。已知电路中电源电动势为26 V、内电阻r＝10 Ω，电流表量程为0.3 A、内阻RA＝10 Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为500 Ω。如图乙是压敏电阻的阻值R随压力F的变化曲线。某设计人员对电流表上刻度重新赋值，使之能够从表盘上直接读出秤台上汽车的质量，他先后进行了以下操作。重力加速度g＝10 m/s2。
(1)断开开关S，撤去秤台上的汽车，把多用电表的旋钮旋到欧姆挡“×10挡”，通过正确调零后，用红、黑表笔接在压敏电阻两端，多用电表的表针指到如图丙所示位置，则压敏电阻R此时的电阻值为________Ω。
(2)闭合开关S，设计人员通过调节滑动变阻器，使电流表读数为0.10 A，并在此处标注为0 kg，则此时滑动变阻器R′接入电路的电阻值为________Ω；2 500 kg处应标注在________A处。
(3)设计人员按上述操作逐个刻度赋值后，经长时间使用，发现电池的电动势略有减小、内电阻有所增大。他重新调节滑动变阻器，使秤台空载时电流表读数仍为0.10 A，然后再去测量汽车的重量。您认为现在的测量值相比汽车真实重量________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案：(1)160 (2)80 0.13 (3)偏小
解析：(1)欧姆挡选择“×10挡”，则阻值为16.0×10 Ω＝160 Ω。
(2)当仅有秤台时，压敏电阻的阻值为160 Ω，根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋R′＋RA＋r)，解得R′＝80 Ω，2 500 kg的物体在秤台上时，此时压敏电阻受到的压力为(2 500＋500)×10 N＝3×104 N，由题图乙可知此时压敏电阻的阻值约为100 Ω，根据闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋R′＋RA＋r)，解得I1＝0.13 A。
(3)根据E＝I(R＋R′＋RA＋r)，可得R＝－R′－RA－r，电池的电动势减小、内阻增大，则相同的电流下，R的阻值偏小，结合题图乙可知汽车质量的测量值偏小。
12．(15分)传感器在现代生活、生产中有着相当广泛的应用。一个测量温度的传感器设计电路如图甲所示，要求从温度t＝0 ℃时开始测量，并能从表盘上直接读出温度值(电流表满偏时指针所指刻度为0 ℃)。其中R1是保护电阻，R2是调零电阻(总电阻100 Ω)，理想电流表量程为6 mA，电源电动势E＝3 V(内阻不计)，金属热电阻的阻值R与温度t的对应关系如图乙所示。
(1)现有三种规格的保护电阻，R1应选择________。
A．30 Ω B．300 Ω C．420 Ω
(2)选取、安装好保护电阻后，要对温度传感器进行调零，调零电阻R2应调为________Ω。
(3)现对表盘进行重新赋值，原3 mA刻度线应标注________℃。
(4)由于电池老化，电动势降为2.8 V，传感器温度读数会出现偏差。如果某次使用时，先调零、后测量，读出t＝240 ℃，此时电流大小为________mA，实际温度为________℃。(结果均保留1位小数)
答案： (1)C (2)40 (3)600 (4)4.3 221.4
解析：(1)因为电流表的量程为6 mA，由欧姆定律可得，电路中的总电阻至少为R总＝＝500 Ω
由于调零电阻R2最大为100 Ω，由题图乙可知，金属热电阻在t＝0 ℃的电阻阻值为40 Ω，故R1阻值的最小值为R1min＝360 Ω，故选C。
(2)根据题意可知，当金属热电阻的温度为0 ℃时，电流表满偏，此时电路中的电阻为R1＋R2＋R＝500 Ω
结合(1)分析解得R2＝40 Ω
即调零电阻R2应调为40 Ω。
(3)根据题意，由闭合回路欧姆定律可知，当电流表示数为3 mA时，金属热电阻的阻值为R＝－R1－R2＝540 Ω
由题图乙可得，金属热电阻R与温度t的关系式为R＝t＋40
解得t＝600 ℃。
(4)根据题意可知，先调零，则电路总电阻为R总′＝≈466.7 Ω
则调零电阻R2接入电路的电阻R2′＝R总′－R1－R0＝6.7 Ω
根据R与t之间的关系式R＝t＋40，可知，当t＝240 ℃时R＝240 Ω
电池老化前，可得t＝240 ℃对应的电流I1＝≈4.3 mA
即此时电路中电流为4.3 mA。
因为电池老化，电动势E＝2.8 V，电路中实际总电阻为R总实＝≈651.2 Ω
则R的实际阻值R实＝R总实－R1－R2′＝224.5 Ω
由R与t之间的关系式可得t＝221.4 ℃。
13. (2023·山东滨州高三期末)半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。现有一压力传感器：
(1)利用图甲所示的电路测量该传感器在不同压力下的阻值RN，其阻值约几十千欧，实验室提供以下器材：
电源电动势为3 V
电流表A(量程250 μA，内阻约为50 Ω)
电压表V(量程3 V，内阻约为20 kΩ)
滑动变阻器R(阻值0～100 Ω)
为了提高测量的准确性，开关S1应该接________(选填“1”或“2”)，开关S2应该接________(选填“3”或“4”)；
(2)通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图乙所示：
(3)由图乙可知，压力越大，阻值________(选填“越大”或“越小”)，且压力小于2.0 N时的灵敏度比压力大于2.0 N时的灵敏度(灵敏度指电阻值随压力的变化率)________(选填“高”或“低”)；
(4)利用该压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣装置，可以将质量不同的物体进行分拣，图中RN为压力传感器，R′为滑动变阻器，电源电压为6 V(内阻不计)。分拣时将质量大小不同的物体用传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，控制电路两端电压小于3 V时，杠杆OB水平，物体水平通过杠杆进入通道1，当控制电路两端电压大于3 V时，杠杆的B端就会被吸下，物体下滑通过杠杆进入通道2，从而实现分拣功能。若R′调为30 kΩ，取重力加速度g＝10 m/s2，该分拣装置可以实现将质量超过________kg的物体进行分拣(结果保留2位有效数字)，若要将质量超过0.20 kg的货物实现分拣，应该将R′调成________kΩ(结果保留3位有效数字)。
答案：(1)2 3 (3)越小 高 (4)0.14 26.0
解析：(1)RN的阻值约几十千欧，因此有RN＞＝Ω＝1 000 Ω
为了提高测量的准确性，采用电流表内接法，开关S1应该接2。
实验需要测量多组数据，且电压从零开始变化，实验时滑动变阻器要用分压式接入电路，因此开关S2应该接3。
(3) 由题图乙可知，压力越大，阻值越小。
由灵敏度指电阻值随压力的变化率可知，压力小于2.0 N时的灵敏度比压力大于2.0 N时的灵敏度高。
(4)由题意可知，当控制电压等于3 V时，控制电路的电流为I＝＝ A＝1×10－4 A
压力传感器上的电压为3 V，压力传感器的电阻值为RN＝＝ Ω＝3×104 Ω
由题图乙可知此时传感器上的压力为1.40 N，则物体质量为0.14 kg，因此由压力传感器的特点可知，该分拣装置可以实现将质量超过0.14 kg的物体分拣。
若要将质量超过0.20 kg的货物实现分拣，由以上计算分析可知，当物体质量为0.20 kg即传感器上的压力为2.0 N时，由题图乙可知，压力传感器的电阻值为26.0 kΩ，因此应该将R′调成26.0 kΩ，当质量超过0.20 kg的货物时，压力传感器的电阻值小于26.0 kΩ，控制电路两端电压大于3 V，货物实现分拣。
14 (2023·广东茂名联考)如图甲为一利用光敏电阻测量储液罐中液面高度的装置的示意图。当罐中装满液体时，液面与出液口高度差为h，罐外有一竖直放置的管，管内一侧有沿竖直线排列的多个光敏电阻，另一侧有一列光强稳定的光源。液面上一浮块与一块遮光板通过定滑轮相连，遮光板可随浮块的升降在管内上下运动，光敏电阻的总长度和遮光板的总长度都为h。当储液罐内装满液体时，遮光板的上沿与最下面的光敏电阻的下边缘等高。管内的光均匀地照射在光敏电阻上，光敏电阻和仪表相连。现要求设计一电路以利用上述装置测量液面的高度。
为将问题简化，假设管内只有3个光敏电阻R1、R2、R3，分别位于管的上端、下端和中央；它们的暗电阻均为R＝10 kΩ，被管内光源照亮时电阻均为R′＝1.0 kΩ。给定的仪器还有：直流电源E(电动势为9 V，电阻不计)，3个定值电阻，阻值分别为R4＝2.5 kΩ，R5＝1.8 kΩ，R6＝1.5 kΩ；电压表V(量程为0～3 V，内阻可视为无穷大)，开关一个，导线若干。
要求：当罐内装满液体时，电压表恰好为满量程。
(1)如图乙为某次电压表的示数，其大小为________V。
(2)选择合适的定值电阻，在如图丙所示虚线框内画出电路图，并用题中给定的符号标明图中各元件。
(3)液面与出液口等高时电压表的示数为________V。(结果保留2位有效数字)
(4)若管内的光强变暗，使得光敏电阻被照亮时的阻值变为1.2 kΩ，则定值电阻的阻值应变为________kΩ，便可达到题目要求。(结果保留2位有效数字)
答案：(1)1.40 (2)见解析图 (3)0.43 (4)1.8
解析：(1)电压表量程为0～3 V，每小格表示0.1 V，指针示数为1.40 V。
(2)当罐内装满液体时，3个光敏电阻均受到光照射，电阻均为1.0 kΩ，可把三个光敏电阻串联后再与定值电阻Rx串联，接在直流电源两端，把电压表接在定值电阻两端，则有＝，得Rx＝1.5 kΩ，故Rx为电阻R6，电压表应与电阻R6并联构成电路。当罐内装满液体时，电压表恰好为满量程，电路图如图所示。
(3)当液面与出液口等高时，光源完全被遮光板遮住，此时三个光敏电阻的阻值均为10 kΩ，则电压表的示数为U＝·R6≈0.43 V。
(4)若光敏电阻被照亮时的阻值变为1.2 kΩ，为使电压表满量程，则定值电阻的阻值变为Rx′，Rx′满足3 V＝
解得Rx′＝1.8 kΩ。
15. (2023·湖北黄冈模拟)体温监测是进行疾病诊疗的基本手段之一。某同学在老师指导下利用负温度系数热敏电阻(NTC)设计制作一个简易温度计。
(1)该同学通过查找资料，发现该热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的图像如图甲所示，则该热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的函数关系式为___________________________________________________。
(2)该同学使用直流电源、毫安表、保护电阻R0、热敏电阻(NTC)、开关S、导线若干设计组装的热敏温度计的电路图如图乙所示。若电源的电动势为E、内阻为r，保护电阻的阻值为R0，热敏电阻的阻值为Rt，毫安表的内阻为Rg，则毫安表示数I＝___________；若电源的电动势E＝3 V、内阻不计，毫安表的量程为15 mA、内阻为5 Ω，要求该温度计测量的量程为45 ℃，则保护电阻R0＝___________Ω。
(3)当该温度计使用一段时间后，其所用电源会有一定程度老化。电动势E基本不变，内阻逐渐增大，则使用一段时间后该温度计所测温度会比实际温度___________(选填“偏低”“偏高”或“相同”)。
答案： (1)Rt＝－5t＋385(Ω) (2) 35 Ω (3)偏低
解析：(1)设热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的函数关系为Rt＝kt＋b
由题图甲可得斜率k＝ Ω/℃＝－5 Ω/℃
则k＝ Ω/℃
解得b＝385 Ω
因此可得Rt＝－5t＋385(Ω)。
(2)根据闭合电路的欧姆定律有E＝I(r＋R0＋Rg＋Rt)
解得I＝
根据题意，当温度计的测量值达到最大值时，电流达到最大值，根据闭合电路的欧姆定律有E＝I(R0＋Rg＋Rt)
此时Rt＝－5t＋385(Ω)＝－5×45＋385(Ω)＝160 Ω
代入已知数据可得R0＝－Rg－Rt＝35 Ω。
(3)根据闭合电路的欧姆定律有I＝
当该温度计使用一段时间老化后，电动势E基本不变，内阻逐渐增大，则当电流表满偏时，热敏电阻Rt的实际值要比测量值偏小，根据热敏电阻随温度变化的关系Rt＝－5t＋385(Ω)可知，测量温度要比实际温度偏低。
16 .摄影中常用测光表来测定光的强度以便确定合适的曝光时间。光的强弱可以用照度来计量，光越强，照度越大，照度单位为lx。如图1为某光敏电阻Rp在不同照度下阻值的变化情况。某同学按照图2所示的电路图连成电路，测出不同照度下对应的电流值，然后将照度值标在电流表表盘对应的刻度线上，这样就将电流表改装成一个简易的测光表。现有的器材及规格如下：
学生用书?第284页
A．光敏电阻Rp
B．微安表μA(量程0～500 μA，内阻rA＝500 Ω)
C．电源E(电动势3.0 V，内阻不计)
D．滑动变阻器R
E．开关K
(1)此简易测光表上较大的照度值对应________(选填“较大”或“较小”)的电流值；
(2)此简易测光表上相邻刻线对应的照度值之差是否恒定？________(选填“是”或“否”)；
(3)若此简易测光表的最大照度值为800 lx，则图2中滑动变阻器的阻值应调节到R＝________Ω；
(4)一段时间后，电源的电动势不变，内阻变大为某一值而不能忽略，调节滑动变阻器使测光表能测的最大照度依然为800 lx。则照度的测量值________真实值。
A．大于 B．等于 C．小于
答案：(1)较大 (2)否 (3)2 500 (4)B
解析：(1)根据题图1可知，照度值越大，光敏电阻Rp的阻值越小，题图2中的总电阻越小，电流越大，故此简易测光表上较大的照度值对应较大的电流值。
(2)根据题图1可知，光敏电阻Rp与照度不是正比关系，题图2中的电流与总电阻成反比，故照度与电流之间不是线性关系，所以此简易测光表上相邻刻线对应的照度值之差不是恒定的。
(3)照度值最大时，电流表的示数最大，此时回路中的电流为500 μA，则有I＝
根据题图1可知照度值为800 lx时，光敏电阻Rp的阻值为3 000 Ω，可得滑动变阻器的阻值为R＝－Rp－rA＝ Ω－3 000 Ω－500 Ω＝2 500 Ω。
(4)由于最大照度依然为800 lx，电源的电动势不变，所以最大电流对应的电路总电阻不变，即滑动变阻器的阻值与电源内阻的和等于原来滑动变阻器的阻值2 500 Ω，则照度的测量值等于真实值，B正确，A、C错误。故选B。
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