【期末押题预测】期末核心考点 常见传感器的工作原理（含解析）2024-2025学年高二下学期物理教科版（2019）

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期末核心考点 常见传感器的工作原理
一．选择题（共7小题）
1．（2025春 成都校级期中）按照新国标的规定，电动自行车总重量（含电池）不得超过55公斤。某地交警在部分路口设置了称重点，对于过往的可疑车辆进行称重，一款电子秤的工作原理如图所示。电子秤空载时变阻器滑片P位于A点，电子秤满载时滑片P位于B点，电压表为理想电压表，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　）
A．电动自行车的质量越大，电压表的示数越小
B．若称量值比实际偏大，可将R0的滑片向右滑动少许
C．将一电阻与电压表串联，称量值会变小
D．电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，称量值会偏大
2．（2025春 岳麓区校级期中）传感器是将其他信号转化为电信号的电学仪器，广泛应用于日常生产生活中。某种酒精检测仪的主要元件是酒精气体传感器，其电阻值与酒精气体浓度的关系如图甲所示。该酒精检测仪电路原理如图乙所示，R2为定值电阻。利用该检测仪进行检测时，下列说法中正确的是（　　）
A．当被检测者没有饮酒时，电压表的示数为零
B．在对饮酒者进行测试时，电压表的示数增大
C．在对饮酒者进行测试时，电流表的示数减小
D．在对饮酒者进行测试时，电源的效率降低
3．（2024春 潍坊期中）斯密特触发器又称斯密特非门，在电子电路中有广泛的应用。如图所示，在一个高温报警系统中，使用了阻值随温度升高而减小的热敏电阻（RT）和斯密特触发器（S）来检测环境温度的变化。具体来说，只有当A端电势在下降到0.8V时，Y端才会突然从低电势0.25V直接跳到高电势3.4V；只有当A端电势在上升到1.6V时，Y端才会突然从高电势3.4V直接跳到低电势0.25V；否则Y端电势保持不变。蜂鸣器的工作电压为3～5V。下列说法正确的是（　　）
A．随环境温度逐渐升高，A端电势不断增大
B．若蜂鸣器开始报警，则A端电势高于1.6V
C．若滑片P向a端移动，则该系统触发报警的温度将降低
D．蜂鸣器报警时，若环境温度降低，当A端电势到1.0V时，蜂鸣器已停止工作
4．（2024春 日照期中）我国《道路交通安全法》规定，严禁酒驾醉驾。如图所示为交警使用的某型号的酒精测试仪的工作原理图，已知定值电阻的阻值为R1，酒精传感器的电阻的阻值R随气体中酒精浓度的增大而减小，两电表均为理想电表。当酒驾司机对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（　　）
A．酒精传感器把电信息转换为非电信息
B．电压表、电流表示数均增大
C．电流表示数越大，说明测得的酒精浓度越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值减小
5．（2024春 铜山区期中）“干簧管”的结构如图所示，玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片会被磁化而接通。关于干簧管，下列说法正确的是（　　）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．干簧管接入电路中相当于开关的作用
C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
D．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互排斥
6．（2024春 沛县期中）为保障住户安全，多地小区开始在电梯里尝试使用一种“黑科技”，来阻止电动车进电梯。当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同（　　）
A．电饭锅 B．烟雾报警器
C．刷脸考勤机 D．酒精检测仪
7．（2024春 顺义区校级期中）自然界中任何高于绝对零度的物体都在随时随地的向外辐射能量。单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，非接触式温度测量即是测量辐射功率的大小，并由此得到一个与该物体温度成一定关系的信号。红外测温枪是能够测量物体辐射功率大小并转化为物体温度的仪器。根据以上信息和学过的知识，他做出如下判断。其中正确的是（　　）
A．水银体温计可以用来测量沸水的温度
B．水银体温计离开人体后，水银迅速流回水银泡
C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．红外测温枪测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低
二．多选题（共3小题）
（多选）8．（2025春 烟台期中）图甲是某型号的热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像（已做近似处理），图乙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在0.6V～1.8V之间调节，R0为170Ω的定值电阻。该电路工作原理是：将R1放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使电路中电流保持3mA不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是（　　）
A．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.5V
B．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.4V
C．该热敏电阻温度计的测温范围为3～56℃
D．该热敏电阻温度计的测温范围为6℃～54℃
（多选）9．（2025春 泰安期中）传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法正确的是（　　）
A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是电容式位移传感器
B．乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器
C．丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是利用电磁驱动原理
D．丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断
（多选）10．（2025 自贡模拟）某兴趣小组用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；AA′是总阻值为R的滑动变阻器，4是固定在滑块上的滑动变阻器的滑片，当测量计处于平衡状态时4位于滑动变阻器中间位置，电压表示数为U0。已知电源的电动势、内阻均不变，R′为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，则（　　）
A．电压表示数大于U0，小车在加速运动
B．电压表示数从U0逐渐增大，小车加速度变大
C．电压表示数从U0逐渐减小，小车加速度变小
D．将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀
三．填空题（共3小题）
11．（2024春 龙岩期中）市面上某种指针式恒温水壶的内部调温工作示意图如图所示，温度的敏感元件是双金属片，要求通电后温度升高到设置温度时停止加热，则上层金属的膨胀系数要 　 　 （填“大于”、“等于”或“小于”）下层金属，电源刚接通时上下触点是 　 　 （填“接触”或“分离”）的，若要提高水的温度，则应使调温旋钮 　 　 （填“上移”或“下移”）一些。
12．（2024春 龙岩期末）为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。如图为街道路灯自动控制电路，利用直流电源E为电磁铁供电，照明电源为路灯供电，光控开关由光敏电阻R控制。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在 　 　 （填“AB”或“CD”）之间；清晨，天逐渐变亮，通过电磁铁螺线管的电流变（“大”或“小”） 　 　 ，为了更加节能，让天色稍亮时，路灯熄灭，变阻器R'的阻值应适当调些 　 　 （选填“大”或“小”）。
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”）
四．解答题（共2小题）
14．（2024春 长寿区校级期中）有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如表所示。C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F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
（1）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式。
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多大。
（3）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．（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。
期末核心考点 常见传感器的工作原理
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．（2025春 成都校级期中）按照新国标的规定，电动自行车总重量（含电池）不得超过55公斤。某地交警在部分路口设置了称重点，对于过往的可疑车辆进行称重，一款电子秤的工作原理如图所示。电子秤空载时变阻器滑片P位于A点，电子秤满载时滑片P位于B点，电压表为理想电压表，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　）
A．电动自行车的质量越大，电压表的示数越小
B．若称量值比实际偏大，可将R0的滑片向右滑动少许
C．将一电阻与电压表串联，称量值会变小
D．电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，称量值会偏大
【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；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】B
【分析】根据闭合电路欧姆定律、欧姆定律和胡克定律相结合得出电压表两端电压与被测汽车的质量关系式，再分析它们的关系。若将一个电阻与电压表串联，AP之间的最大电压不受此电阻的影响，对地磅量程没有影响。若称量值偏小，根据欧姆定律分析校正方法。电池长时间使用后，根据电压表达式分析称量值的变化。
【解答】解：A．电动自行车的质量越大，则滑动点P的位置越偏向下，则电压表的示数越大，故A错误；
B．若称量值比实际偏大，说明电压表读数偏大，电路中电流偏大，可将R0的滑片向右滑动少许，从而减小电流，故B正确；
C．将一电阻与电压表串联，电压表内阻很大，电压表读数几乎不变，则称量值不变，故C错误；
D．电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，电动势不变，则回路电流会减小，则电压表读数减小，则称量值会偏小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题综合考查闭合电路欧姆定律、电阻定律及胡克定律等有关知识，要注意寻找题目中的隐含条件，建立各知识点间的联系。
2．（2025春 岳麓区校级期中）传感器是将其他信号转化为电信号的电学仪器，广泛应用于日常生产生活中。某种酒精检测仪的主要元件是酒精气体传感器，其电阻值与酒精气体浓度的关系如图甲所示。该酒精检测仪电路原理如图乙所示，R2为定值电阻。利用该检测仪进行检测时，下列说法中正确的是（　　）
A．当被检测者没有饮酒时，电压表的示数为零
B．在对饮酒者进行测试时，电压表的示数增大
C．在对饮酒者进行测试时，电流表的示数减小
D．在对饮酒者进行测试时，电源的效率降低
【考点】常见传感器的工作原理及应用；电源的总功率、输出功率和效率；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】D
【分析】通过分析给定的电阻值与酒精气体浓度的关系图，以及电路原理图，可以判断出在不同酒精气体浓度下，电路中电流和电压的变化情况。关键在于理解气敏电阻阻值随酒精浓度变化的规律，以及这种变化如何影响电路中的电流和电压。
【解答】解：A、根据题意可知，当被检测者没有饮酒时，根据图甲可知，R1接入电阻为60Ω，可知，此时电压表的示数为
故A错误；
BC、根据题意可知，对饮酒者进行测试时，根据图甲可知，R1接入电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电流表示数增大，电源内阻与R2共同承担的电压增大，则电压表的示数减小，故BC错误；
D、根据题意可知，设外电路总电阻为R，电源的效率为
对饮酒者进行测试时，根据图甲可知，R1接入电阻减小，则R减小，故电源的效率降低，故D正确。
故选：D。
【点评】本题的关键在于理解气敏电阻阻值随酒精气体浓度变化的规律，以及这种变化如何影响电路中的电流和电压。通过分析，我们得知气敏电阻阻值的减少会导致电路中电流的增加，进而导致定值电阻两端电压的增加，最终使得电压表的示数增加。这不仅考查了学生对电路基本原理的理解，还考查了他们将理论知识应用于实际问题解决的能力。
3．（2024春 潍坊期中）斯密特触发器又称斯密特非门，在电子电路中有广泛的应用。如图所示，在一个高温报警系统中，使用了阻值随温度升高而减小的热敏电阻（RT）和斯密特触发器（S）来检测环境温度的变化。具体来说，只有当A端电势在下降到0.8V时，Y端才会突然从低电势0.25V直接跳到高电势3.4V；只有当A端电势在上升到1.6V时，Y端才会突然从高电势3.4V直接跳到低电势0.25V；否则Y端电势保持不变。蜂鸣器的工作电压为3～5V。下列说法正确的是（　　）
A．随环境温度逐渐升高，A端电势不断增大
B．若蜂鸣器开始报警，则A端电势高于1.6V
C．若滑片P向a端移动，则该系统触发报警的温度将降低
D．蜂鸣器报警时，若环境温度降低，当A端电势到1.0V时，蜂鸣器已停止工作
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据串联电路分压原理，结合题意分析高温报警器的工作原理；滑片P向a端移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据分析得到的报警器工作原理判断；在温度变化的过程中斯密特触发器能为蜂鸣器提供稳定的高电压或低电压。
【解答】解：A.随环境温度逐渐升高，热敏电阻RT阻值逐渐减小，则热敏电阻RT两端电压逐渐减小，A端电势不断减小，故A错误；
B.若蜂鸣器开始报警，Y端为高电势，则A端电势低于0.8V，故B错误；
C.滑片P向a端移动，滑动变阻器接入电路阻值增大，根据串联电路特点，有，若使报警不变，则A端电势不变，RT应增大，即温度降低，所以滑片P向a端移动，则该系统触发报警的温度将降低，故C正确；
D.蜂鸣器报警时，此时Y端为高电势，若环境温度降低，当4端电势到1.0V时，Y端仍为高电势，蜂鸣器仍在工作，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的动态分析的逻辑能力，理解题意推理报警器工作原理，应用欧姆定律、串并联电路的特点对工作电路进行的动态分析。
4．（2024春 日照期中）我国《道路交通安全法》规定，严禁酒驾醉驾。如图所示为交警使用的某型号的酒精测试仪的工作原理图，已知定值电阻的阻值为R1，酒精传感器的电阻的阻值R随气体中酒精浓度的增大而减小，两电表均为理想电表。当酒驾司机对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（　　）
A．酒精传感器把电信息转换为非电信息
B．电压表、电流表示数均增大
C．电流表示数越大，说明测得的酒精浓度越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值减小
【考点】常见传感器的工作原理及应用；电路动态分析．
【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】由图可知为串联电路，根据电阻的变化分析电流、电压以及电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的变化，运用关系式解答。
【解答】解：A、酒精传感器是把非电信息转换为电信息，故A错误；
BC、由题意，可知当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，酒精传感器的电阻值R减小，根据闭合电路欧姆定律，可得电路中的电流
I
增大，显然电流表示数越大，说明R越小，测得的酒精浓度越大；
电压表的示数
U＝E﹣I（r+R1）
减小，即电流表的示数变大，电压表的示数变小，故B错误，C正确；
D、根据
U＝E﹣I（r+R1）
可得
||＝r+R1
显然，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，故D错误。
故选：C。
【点评】主要考查对欧姆定律的理解，熟练运用公式。
5．（2024春 铜山区期中）“干簧管”的结构如图所示，玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片会被磁化而接通。关于干簧管，下列说法正确的是（　　）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．干簧管接入电路中相当于开关的作用
C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
D．簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互排斥
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开。
【解答】解：AB.当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，所以两簧片又分开，因此于簧管在电路中相当于开关的作用，故A错误，B正确；
CD.簧片接通的原因是磁性材料被磁化后相互吸引，干簧管是根据此原理制成的，故CD错误。
故选：B。
【点评】本题考查传感器的应用，理解传感器的工作原理是解题关键。
6．（2024春 沛县期中）为保障住户安全，多地小区开始在电梯里尝试使用一种“黑科技”，来阻止电动车进电梯。当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同（　　）
A．电饭锅 B．烟雾报警器
C．刷脸考勤机 D．酒精检测仪
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】先确定选项中几种传感器的工作原理及应用，再结合题干，即可分析判断ABCD正误。
【解答】解：电饭锅，用到温度传感器（热敏元件）、烟雾报警器，用到光电或电离传感器、刷脸考勤机，用到光学图像传感器（摄像头）、酒精检测仪，用到气敏传感器；
根据题目中电动车检测装置的传感器类型分析，其可能使用光电传感器（如红外线对射）来检测物体阻挡，这与烟雾报警器中光电式传感器的原理相似，均基于光的变化触发信号；故B正确，ACD错误；
故选：B。
【点评】本题考查常见传感器的工作原理及应用，解题时需注意，传感器的工作原理是，通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量，例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号。
7．（2024春 顺义区校级期中）自然界中任何高于绝对零度的物体都在随时随地的向外辐射能量。单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，非接触式温度测量即是测量辐射功率的大小，并由此得到一个与该物体温度成一定关系的信号。红外测温枪是能够测量物体辐射功率大小并转化为物体温度的仪器。根据以上信息和学过的知识，他做出如下判断。其中正确的是（　　）
A．水银体温计可以用来测量沸水的温度
B．水银体温计离开人体后，水银迅速流回水银泡
C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．红外测温枪测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定量思想；推理法；物理光学综合专题；分析综合能力．
【答案】D
【分析】根据水银体温计的测量范围和缩口的原理分析；通过材料理解红外测温枪的测温原理解答。
【解答】A.水银体温计的测量范围一般为35～42℃，而沸水的温度为100℃，所以水银体温计不可以用来测量沸水的温度，故A错误；
B.因为体温计玻璃泡的上方有一处细管叫缩口，缩口可以阻止水银流回到玻璃泡内，这样就可以离开人体读数而不用担心示数不准了，故B错误；
C.红外测温枪是通过测量人体发射出的红外线，从而测量人体温度的，故C错误；
D.红外测温枪在测量人体温度时，离人体越远，红外测温枪接受到人体辐射的功率会越小，所以显示温度越低，故D正确。
故选：D。
【点评】本题以新冠肺炎疫情防控期间，测量体温经常使用的水银体温计和红外测温枪为命题点进行考查，试题给人眼前一亮的感觉，切合了新课程和新高考提出的“立德树人”的教育理念；同时能够培养学生热爱物理，积极投身于物理课程学习的积极性，也能够体会到物理就在身边的感觉。
二．多选题（共3小题）
（多选）8．（2025春 烟台期中）图甲是某型号的热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像（已做近似处理），图乙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在0.6V～1.8V之间调节，R0为170Ω的定值电阻。该电路工作原理是：将R1放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使电路中电流保持3mA不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是（　　）
A．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.5V
B．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.4V
C．该热敏电阻温度计的测温范围为3～56℃
D．该热敏电阻温度计的测温范围为6℃～54℃
【考点】常见传感器的工作原理及应用；电路动态分析．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】电路中电流恒为3mA，根据温度得到热敏电阻阻值，根据欧姆定律得到电源电压；根据图甲得出热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的关系；根据电源电压的最大值和最小值，利用欧姆定律求出电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出热敏电阻的阻值，然后代入关系式求出温度的变化范围。
【解答】解：AB、由图可知当温度计表盘上显示18℃时，Rt的阻值为330Ω，电路中电流恒为3mA不变，根据欧姆定律，则电源电压为U＝I（R1+R0），解得U＝1.5V，故A正确，B错误；
CD、当电源电压为1.8V时，电阻最大，有；当电源电压为0.6V时，电阻最小，有；由图像可知热敏电阻R1的阻值随温度t变化的关系式为R1＝480t，代入数据可知该热敏电阻温度计的测温范围为6℃≤t≤54℃，故D正确，C错误。
故选：AD。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用、电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键，有一定的难度。
（多选）9．（2025春 泰安期中）传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法正确的是（　　）
A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是电容式位移传感器
B．乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器
C．丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是利用电磁驱动原理
D．丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断
【考点】常见传感器的工作原理及应用；电容器的动态分析（U不变）——板间距离变化；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】AB
【分析】根据各种传感器的原理逐一分析。
【解答】解：A．甲图中，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，所以甲图传感器是位移传感器，故A正确；
B．乙图中 A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实自动计数的功能，所以乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器，故B正确；
C．丙图中，在两块磁感应强度相同、同极相对的放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，霍尔电压为0，可将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着轴正、负方向移动时，则有霍尔电压输出，且电压大小与位移大小成正比，从而能够实现微小位移的测量，未利用电磁驱动原理，故C错误；
D．丁图干簧管是利用磁场的有无控制电路的通断，而不是利用电磁感应的原理控制电路的通断，故D错误。
故选：AB。
【点评】能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫传感器。
（多选）10．（2025 自贡模拟）某兴趣小组用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；AA′是总阻值为R的滑动变阻器，4是固定在滑块上的滑动变阻器的滑片，当测量计处于平衡状态时4位于滑动变阻器中间位置，电压表示数为U0。已知电源的电动势、内阻均不变，R′为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，则（　　）
A．电压表示数大于U0，小车在加速运动
B．电压表示数从U0逐渐增大，小车加速度变大
C．电压表示数从U0逐渐减小，小车加速度变小
D．将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀
【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】AB
【分析】这是一个加速度传感器，这种传感器输入量是加速度，输出量是电压；根据加速度传感器的工作原理结合电路图进行分析。
【解答】解：A、初始时滑片4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U0，此时两边弹簧弹力为零，当小车向右加速运动时，滑片4向左移动x，加速度方向向右，则回路电阻增大，电流减小，电压表示数
U＝E﹣I（R'+r）
则电压表的示数大于U0，故A正确；
B、只有回路中电阻增大，电压表示数才从U0逐渐增大，小车向右加速运动，滑片4向左移动x更多，因此小车加速度变大，故B正确；
C、电压表示数从U0逐渐减小，小车向右减速运动，滑片4向右移动x更多，因此小车减速运动的加速度变大，故C错误；
D、若向右加速，设滑片4向左移动x距离，电阻丝总长为2l，根据闭合电路欧姆定律有
I
电压表示数
U
可见刻度线分布不均匀，故D错误。
故选：AB。
【点评】本题中的加速度计体现了一种重要的实验设计思想—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。
三．填空题（共3小题）
11．（2024春 龙岩期中）市面上某种指针式恒温水壶的内部调温工作示意图如图所示，温度的敏感元件是双金属片，要求通电后温度升高到设置温度时停止加热，则上层金属的膨胀系数要 　大于　 （填“大于”、“等于”或“小于”）下层金属，电源刚接通时上下触点是 　接触　 （填“接触”或“分离”）的，若要提高水的温度，则应使调温旋钮 　下移　 （填“上移”或“下移”）一些。
【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】大于；接触；下移。
【分析】本题根据题意和传感器的工作原理进行分析，即可解答。
【解答】解：温度的敏感元件是双金属片，要求通电后温度升高到设置温度时停止加热，则上层金属的膨胀系数要大于下层金属；电源刚接通时上下触点是接触的，电热丝电路为通路，温度升高到某值，由于上层金属的膨胀大于下层金属，触电断开，停止加热；若要提高水的温度，则应使调温旋钮下移一些，使弹性铜片和双金属片更近一些，温度更高一些时，触点才断开。
故答案为：大于；接触；下移。
【点评】本题考查学生的分析能力，解题关键是正确分析出传感器的作用，以及原理，即度升高到某值，由于上层金属的膨胀大于下层金属，触电断开，停止加热。
12．（2024春 龙岩期末）为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。如图为街道路灯自动控制电路，利用直流电源E为电磁铁供电，照明电源为路灯供电，光控开关由光敏电阻R控制。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在 　AB　 （填“AB”或“CD”）之间；清晨，天逐渐变亮，通过电磁铁螺线管的电流变（“大”或“小”） 　大　 ，为了更加节能，让天色稍亮时，路灯熄灭，变阻器R'的阻值应适当调些 　小　 （选填“大”或“小”）。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】AB，大，小。
【分析】光照强度越大，光敏电阻的阻值越小，可知电路中的电流越大，衔铁被吸下来，据此分析；清晨，光照强度逐渐变亮，光敏电阻的阻值逐渐变小，据此分析电流的变化；天色稍亮时，此时光敏电阻的阻值还比较大，据此分析。
【解答】解：由于天亮时光照强度较大，光敏电阻的阻值较小，根据欧姆定律可知电路中的电流较大，衔铁被吸下，AB间断开，CD间接通，为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在AB间。
清晨，天逐渐变亮，光敏电阻的阻值较小，通过电磁铁螺线管的电流变大。
为了更加节能，让天色稍亮时，路灯熄灭，可知熄灭时，光照强度还不太强，光敏电阻的阻值还比较大，则变阻器的阻值应适当调小些。
故答案为：AB，大，小。
【点评】知道光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而逐渐变小是解题的关键，熟练掌握欧姆定律的应用是解题的基础。
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。
四．解答题（共2小题）
14．（2024春 长寿区校级期中）有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如表所示。C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F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
（1）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式。
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多大。
（3）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。
【考点】常见传感器的工作原理及应用．
【专题】计算题；定量思想；推理法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）电阻R随压力F变化的函数式是R＝300﹣0.4F（Ω）。
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为550N。
（3）压力与电流表中电流的函数关系式是，该测力显示器的刻度是不均匀的。
【分析】（1）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R的阻值随压力F的大小变化的图像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。
（2）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。
（3）根据欧姆定律推导串联电路电流的关系式，结合R与F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。
【解答】解：（1）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R的阻值随压力大小F变化的图像，如图所示
根据R的阻值随压力F变化的图像可知压敏电阻R的阻值与压力F是一次函数关系，
设函数关系式为R＝kF+b，把F＝50N、R＝280Ω和F＝100N、R＝260Ω代入得：280＝50k+b，260＝100k+b，
解得：k＝﹣0.4，b＝300，所以函数关系式为R＝300﹣0.4F（Ω）；
（2）从上式可知，压力增大时，压敏电阻阻值减小，当电阻R0两端的电压为5V时，压敏电阻两端的电压为U1＝E﹣U0＝1V，
根据串联电路特点可得，代入数据得，解得R＝80Ω，
把R＝80Ω代入R＝300﹣0.4F（Ω）中，解得F＝550N；
（3）根据闭合电路欧姆定律得，
把R＝300﹣0.4F（Ω），E＝6V，R0＝400Ω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。
答：（1）电阻R随压力F变化的函数式是R＝300﹣0.4F（Ω）。
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为550N。
（3）压力与电流表中电流的函数关系式是，该测力显示器的刻度是不均匀的。
【点评】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。
15．（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。
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