第五章 传感器
1 认识传感器
2 常见传感器的工作原理及应用
学习任务一 认识传感器
[科学探究] 如图所示,小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关,但是
把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移走,灯泡就会熄灭.盒子里有什么样的装置,才能出现这样的现象
例1 [2024·湖北武汉二中月考] 下列关于传感器说法中不正确的是 ( )
A.电子秤所使用的测力装置是力传感器,它将压力大小转化为可变电阻,进而转化为电压信号
B.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
C.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片,这种双金属片的作用是控制电路的通断
D.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
[反思感悟]
【要点总结】
1.传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量).
2.传感器工作过程如图所示.
3.传感器的分类
工作原理 举例
物理传感器 利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息 力电传感器、温度传感器、光电传感器、声传感器、电容传感器等
化学传感器 利用化学反应识别和检测信息 气敏传感器、湿敏传感器等
生物传感器 利用生物化学反应识别和检测信号 酶传感器、细胞传感器等
学习任务二 常见传感器的工作原理及其应用
考向一 光敏电阻
例2 [2024·湖南长沙一中月考] 某学校新装了一批节能路灯如图甲所示,该路灯通过光控开关实现自动控制:电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变.如图乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,R1为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小).当随着傍晚到来光照逐渐减弱时,下列判断正确的是 ( )
A.A灯变亮,B灯变暗
B.电源的效率变大
C.电源内阻消耗的功率变大
D.R1上电流的变化量等于R0上电流变化量
[反思感悟]
【要点总结】
1.光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照强度的增大,载流子增多,导电性变好,即光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.
2.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量.
3.光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管,是依据光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的.光电传感器有非常广泛的应用,如自动冲水机、路灯的控制、光电计数器、烟雾报警器等.
考向二 金属热电阻和热敏电阻
例3 [2024·浙江学军中学月考] 新冠肺炎疫情期间,额温枪被大量应用于排查高温患者.额温枪的原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据.某同学在实验室中用如图甲所示的电路验证额温枪测量温度的准确性.已知电源电动势E=1.5 V,内阻忽略不计,R0=15 Ω,热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙所示.
(1)热敏电阻感应的温度越高,电压表示数 (选填“越大”或“越小”).
(2)闭合开关后,发现电压表示数为0.45 V,则热敏电阻感应的温度为 ℃(保留1位小数).
[反思感悟]
【要点总结】
1.热敏电阻与金属热电阻的比较
热敏电阻 金属热电阻
特点 电阻随温度的变化而变化且变化得非常明显,电阻值随温度升高而减小 电阻率随温度的升高而增大
R-T图像
制作材料 半导体 金属导体
优点 灵敏度好 化学稳定性好,测温范围大
作用 能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量
2.热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的,它有非常广泛的应用,如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等.
考向三 电阻应变片
例4 如图所示是智能称重地磅,它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便,这种地磅安装了应变式力传感器,下列关于应变式力传感器的说法不正确的是 ( )
A.应变片常用半导体材料制成
B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之,变小
C.传感器输出的是应变片上的电压
D.外力越大,输出的电压差值也越大
[反思感悟]
【要点总结】
1.应变式力传感器主要由金属梁和电阻应变片组成.
2.工作原理:如图所示,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上、下表面各贴一个应变片,在梁的自由端施加力F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩,上表面应变片的电阻变大,下表面应变片的电阻变小.力F越大,弯曲形变越大,应变片的电阻变化就越大,如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么上表面应变片两端的电压变大,下表面应变片两端的电压变小.传感器把这两个电压的差值输出.力F越大,输出的电压差值也就越大.
3.应变式力传感器的工作流程
考向四 电容式传感器
例5 传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电荷量等)的一种元件.如图中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器,下列说法正确的是 ( )
A.图甲中两极间的电荷量不变,若电压减小,可判断出h变小
B.图乙中两极间的电荷量不变,若电压增大,可判断出θ变小
C.图丙中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则x变小
D.图丁中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,则F变大
[反思感悟]
【要点总结】
1.电容式传感器:电容器的电容取决于极板的正对面积S、极板间距d、极板间的电介质这几个因素.如果某个物理量(如角度θ、位移x、深度h等)的变化引起上述某个因素的变化,从而引起电容的变化,通过电容的变化就可以确定上述物理量的变化,那么这种电容器就被称为电容式传感器.
2.电容式传感器是一种多功能传感器,可把压力、转角、位移、压强、声音等非电学量转换为电容这一电学量.分析原理时,关键要搞清楚是将哪个非电学量转换为电容,然后结合电容的决定式来分析.
1.(认识传感器)现代生活离不开智能手机,手机中有很多特殊功能需要传感器来实现.例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时,手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的,实现这一功能可能用到的传感器为( )
A.光传感器和位移传感器
B.磁传感器和温度传感器
C.磁传感器和声传感器
D.压力传感器和加速度传感器
2.(压敏电阻)抗击新型冠状病毒期间,由于无法外出,某同学在家利用所学物理知识设计能显示拉力大小的电子健身器材,该器材的原理图如图所示.轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0=5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1=25 Ω,电源输出电压恒为U=3 V,内阻不计,理想电流表的量程为0~0.6 A.当拉环不受力时,滑片P位于a端.下列关于这个电路的说法正确的是( )
A.当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0 A
B.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处
C.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处
D.该健身器材能测量力的范围是0~400 N
3.(电容式传感器)图为一种电容式传感器示意图,电路可将声音信号转化为电信号.电路中a、b构成一个电容器,a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜,b是固定不动的金属板,若声源S发出频率恒定的声波使a振动,则a在振动过程中 ( )
A.a、b之间的电场强度不变
B.a、b所带的电荷量不变
C.电路中始终有方向不变的电流
D.向右位移最大时,电容器的电容最大
4.(热敏电阻)[2024·重庆巴蜀中学期中] 利用金属热电阻和热敏电阻的阻值与温度之间的对应关系,除了可以测量温度,还可以有其他用途.如图所示,一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位,下列说法正确的是 ( )
A.当液面高于热敏电阻时,热敏电阻的热量会被液体带走,温度基本不变,指示灯亮
B.给热敏电阻通一定电流,可利用热敏电阻对液体进行快速加热
C.当液体减少,液面低于热敏电阻时,热敏电阻温度升高,指示灯亮
D.无法通过热敏电阻的阻值变化来判断液面是否低于设定值
5.(光敏电阻)如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置部分电路示意图,R1为光敏电阻(光照增强时电阻变小),R2为定值电阻,A、B之间接监控装置.则 ( )
①当有人通过而遮蔽光线时,A、B间电压升高 ②当有人通过而遮蔽光线时,A、B间电压降低 ③当仅增大R2的阻值时,可增大A、B间的电压
④当仅减小R2的阻值时,可增大A、B间的电压
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④第五章 传感器
1 认识传感器
2 常见传感器的工作原理及应用
◆ 知识点一 认识传感器
1.[2024·贵州贵阳一中期末] 关于传感器,下列说法中不正确的是 ( )
A.热敏电阻是由金属制成的,对温度感知灵敏
B.电子秤所使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号
C.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
D.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
2.在会议室、宾馆房间的天花板上均会安装火灾报警器.当有烟雾进入其有孔的罩内时即会发出警报,则这种报警器装有的传感器是 ( )
A.光传感器 B.压力传感器
C.声音传感器 D.温度传感器
3.[2024·北大附中月考] 交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是( )
A.声音传感器 B.电化学传感器
C.压力传感器 D.温度传感器
4.[2024·天津实验中学月考] 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.通过脂肪测量仪可测量出人体脂肪所占的比例,下列说法中不正确的是 ( )
A.脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻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体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C.人在剧烈运动之后,脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D.人在沐浴之后,脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
◆ 知识点二 常见传感器的工作原理及应用
5.(多选)[2024·河南开封高中月考] 如今,人们对手机的依赖程度越来越高,手机已成为现代人必不可少的随身物品,然而长时间地使用手机会对眼睛造成一定的伤害,因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能,该功能既可以自动调节,也可以手动调节.某同学为了模拟该功能,设计了如图所示的电路,R1为光敏电阻,光照增强,阻值变小,R2为滑动变阻器,闭合开关后,下列说法正确的是 ( )
A.仅光照变强,小灯泡变亮
B.仅光照变弱,小灯泡变亮
C.仅将滑片向a端滑动,小灯泡变亮
D.仅将滑片向b端滑动,小灯泡变亮
6.(多选)[2024·广东惠州一中期末] 如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图.图中油量表由电流表改装而成,金属杠杆的一端接浮标,另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时,下列分析正确的有 ( )
A.触点O向下滑动 B.触点O向上滑动
C.电路中的电流增大了 D.电路中的电流减小了
7.[2024·湖南株州二中月考] 如图所示是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图.R是光敏电阻,R0是保护定值电阻,日光充足时,电磁继电器把衔铁吸下,GH接入电路,太阳能电池板给蓄电池充满电,光线不足时,衔铁被弹簧拉起,EF接入电路,蓄电池给LED路灯供电,路灯亮起,下列关于该电路说法中正确的是 ( )
A.该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大
B.增加电源电动势可以增加路灯照明时间
C.并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间
D.增大保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间
8.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置,其工作原理如图所示.将压敏电阻固定在升降机底板上, 其上放置一个物块,在升降机运动过程的某一段时间内,发现电流表的示数不变,且I大于升降机静止时电流表的示数I0,在这段时间内( )
A.升降机可能匀速上升
B.升降机一定匀减速上升
C.升降机一定处于失重状态
D.通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大
9.某学习小组的同学在做用多用电表研究热敏电阻特性实验时,安装好如图所示装置.向杯内加入冷水,温度计的示数为20 ℃,多用电表选择适当的倍率,读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水,温度计的示数为60 ℃,发现多用电表的指针偏转角度较大,则下列说法正确的是 ( )
A.应选用电流挡,温度升高换用大量程测量
B.应选用电流挡,温度升高换用小量程测量
C.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡
D.应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡
10.[2024·浙江杭州外国语学校期末] 某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计.他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的I-U曲线,如图甲所示,再将该热敏电阻Rt,与某一定值电阻串联接在电路中,将理想电压表与定值电阻并联,并在电压表的表盘上标注温度值,制成电阻温度计,如图乙所示.下列说法中正确的是( )
A.从图甲可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B.图乙中电压表的指针偏转角越大,温度越高
C.温度越高,整个电路消耗的功率越小
D.若热敏电阻的阻值随温度均匀变化,则表盘上标注的温度刻度也一定是均匀的
11.(多选)[2024·江苏启东中学月考] 有一种测量体重的电子秤,其原理如图所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器(是一个阻值可随压力大小变化的电阻)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表).设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为0~3 A,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,压力传感器的电阻R随压力变化的函数式为R=38-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω).下列说法正确的是 ( )
A.该秤能测量的最大体重是1800 N
B.该秤能测量的最大体重是900 N
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0.375 A处
D.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0.300 A处
12.[2024·北大附中月考] 如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中S为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R2为定值保护电阻,a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响).水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住.若传送带上的产品为均匀正方体,示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示.已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6 V,保护电阻R2的阻值为400 Ω,则( )
A.有光照射时光敏电阻R1的阻值为800 Ω
B.有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1∶2
C.有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1∶2
D.每1 h通过S与R1之间的产品个数为6000个第五章 传感器
1 认识传感器
2 常见传感器的工作原理及应用
[科学探究] 盒子里用到了干簧管,把干簧管串入电路,当磁铁靠近时,两个软磁性材料制成的簧片被磁化而接通,所以干簧管能起到开关的作用.
例1 B [解析] 电子秤所使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号,故A正确;话筒是一种常用的声波传感器,其作用是将声信号转换为电信号,故B错误;电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断,故C正确;光敏电阻的工作原理实际上是通过传感器把光信号转换成电信号,故D正确.
例2 B [解析] 光照逐渐减弱时,光敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,总电流减小,内电压减小,外电压增大,A灯变亮,流过R0的电流减小,R0两端电压减小,又因为外电压增大,所以B灯两端电压增大,则B灯变亮,故A错误;由于外电阻变大,根据η===1-可知,电源的效率变大,故B正确;因为内电压减小,所以电源内阻消耗的功率变小,故C错误;由题中电路可知ΔI0=ΔIB+ΔI1,其中ΔI0<0,ΔIB>0,则|ΔI0|<|ΔI1|,故D错误.
例3 (1)越大 (2)40.0
[解析] (1)由图甲可知,热敏电阻与R0串联,电压表测R0两端电压U0,当热敏电阻感应的温度升高时,由图乙可知,热敏电阻阻值变小,电路中电流I0变大,根据U0=I0R0可知,电压表示数U0变大.
(2)当电压表示数为U'=0.45 V时,根据串联电路的特点可知,通过热敏电阻的电流I=I'== A=0.03 A,热敏电阻两端电压U=E-U'=1.5 V-0.45 V=1.05 V,则热敏电阻的阻值R== Ω=35 Ω,对照图乙可知,热敏电阻感应的温度大约为40.0 ℃.
例4 C [解析] 传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值,并且随着外力的增大,输出的电压差值越来越大,C错误.
例5 D [解析] 图甲中两极间的电荷量不变,若电压减小,则由电容的定义式C=分析可知,电容增大,由电容的决定式C=可知,两极间正对面积增大,h变大,A错误;图乙中两极间的电荷量不变,若电压增大,则由电容的定义式C=,分析可知,电容减小,由电容的决定式C=可知,极板正对面积减小,θ变大,B错误;图丙中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,说明电容器在放电,电荷量减小,由电容的定义式C=分析可知,电容减小,由电容的决定式C=可知,电介质向外移动,则x变大,C错误;图丁中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,说明电容器在充电,电荷量增加,由电容的定义式C=分析可知,电容增大,由电容的决定式C=可知,两电极间距离减小,则F变大,D正确.
随堂巩固
1.A [解析] 当人将手机靠近耳朵附近接听电话时,改变了位移,并且耳朵可能挡住了光线,所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器,A正确.
2.B [解析] 当拉环不受力时,滑片P在a端,由欧姆定律得I==0.1 A,故A错误;拉力为400 N时,由F=kΔx,则Δx=4 cm,对应的电阻为RPa=20 Ω,R1接入电路的电阻RPb=5 Ω,由欧姆定律得I'==0.3 A,故B正确,C错误;在P移动到b点时Δx'=5 cm,由F=kΔx',拉力最大F=500 N,故D错误.
3.D [解析] a、b始终跟电源相连,电势差U不变,由于a、b间距离变化,由E=知场强变化,A错误;由C=知d变化时C变化,a向右位移最大时,电容最大,D正确;由Q=CU知a、b所带电荷量不断变化,电容器的充、放电交替产生,电路中电流方向有变化,B、C错误.
4.C [解析] 若给热敏电阻通以一定电流,热敏电阻会产生热,当液面高于热敏电阻时,热敏电阻的热量会被液体带走,温度基本不变,电阻较大,指示灯不亮,A错误;给热敏电阻通一定电流,热敏电阻会产生热,可当给液体进行加热时,因液体的温度较低,热敏电阻的阻值变化不大,电流较小,热量较小,液体温度升高得慢,因此利用热敏电阻对液体不能进行快速加热,B错误;当液体减少,液面低于热敏电阻时,热敏电阻温度升高,阻值较小,电流较大,指示灯亮,就显示出报警信号,C正确;因热敏电阻值与温度的变化是有一定关系的,这个关系转变成电流的变化关系,可以由热敏电阻的阻值变化来判断液面是否低于设定值,D错误.
5.C [解析] 由电路图可知,两电阻串联,监控装置与R2并联.当有人通过通道而遮蔽光线时,R1阻值变大,电路中的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的总电流变小,定值电阻R2两端的电压变小,即A、B间电压降低,故②正确,①错误;当仅增大R2的阻值时,电路中的总电阻变大,总电流变小,根据UAB=E-I(r+R1)可知,A、B之间的电压增大,③正确,同理可知④错误.故C正确.第五章 传感器
1 认识传感器
2 常见传感器的工作原理及应用
1.A [解析] 热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量,由半导体制成,且随着温度升高,其电阻减小,对温度感知灵敏,故A错误;电子秤所使用的测力装置是力传感器,利用通过应变片的电流一定,压力越大,电阻越大,应变片两端的电压差越大,将力信号变成电信号,故B正确;霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,故C正确;光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量,故D正确.
2.A [解析] 有烟雾进入报警器有孔的罩内时对光有散射作用,使光线的光路发生变化,改变传感器上的光照强度来发出警报,则该报警器中装有的传感器是光传感器,故A正确.
3.B [解析] 检测驾驶员酒精含量,与声音、压力、温度无关,选用的是电化学传感器,故B正确.
4.B [解析] 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,B错误,A正确;在剧烈运动或沐浴之后,人体内含水量均会发生变化,人体脂肪所占比例发生变化,则人体的电阻大小变化,所以测量数据会不准确,C、D正确.
5.AD [解析] 光照变强,光敏电阻阻值变小,所以电路中的电流变大,即通过灯泡的电流变大,灯泡变亮,反之,若光照变弱,则灯泡变暗,故A正确,B错误;仅将滑片向a端移动,变阻器接入电路的阻值变大,电路中总电阻变大,总电流变小,即通过灯泡的电流变小,灯泡变暗,故C错误;仅将滑片向b端移动,变阻器接入电路的阻值变小,总电阻变小,总电流变大,所以通过灯泡的电流变大,灯泡变亮,故D正确.
6.BD [解析] 当油面下降时,浮标位置降低,在杠杆作用下,滑动变阻器的滑片O向上移动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据I=可知,电路中的电流变小,电流表示数变小,故B、D正确.
7.D [解析] 日光充足时,电磁继电器把衔铁吸下,GH接入电路,可知电流增大了,而电源电动势不变,根据闭合电路欧姆定律,控制电路的电阻变小了,因此当日光充足时,光敏电阻R减小了,故A错误;在电阻不变的情况下增加电源电动势,控制电路电流增大,电磁继电器会把衔铁吸下,路灯不亮,因此减少了路灯照明时间,故B错误;LED路灯的盏数不影响控制电路,若考虑蓄电池的容量,则并联更多的LED路灯亮起时会更快地消耗电能,反而会减少路灯的照明时间,故C错误;增大保护电阻R0,减小了电流,增大了路灯照明时间,故D正确.
8.C [解析] 在升降机运动过程中发现电流表的示数不变,说明是匀变速运动,且I大于升降机静止时电流表的示数I0,可知外电压变大,内电压变小,说明总电流变小,所以总电阻变大,压敏电阻的阻值变大.由压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,则知压力变小,因此加速度方向向下,可能向下匀加速,也可能向上匀减速,升降机的加速度向下,一定处于失重状态,故A、B错误,C正确;电路中总电流变小,而通过电流表的电流变大,则通过压敏电阻的电流变小,所以通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时小,故D错误.
9.D [解析] 测电阻要用欧姆挡,故A、B错误;当温度升高时多用电表指针偏转角度较大,说明热敏电阻的阻值变小了,应该换用倍率小的挡,C错误,D正确.
10.B [解析] 由甲图可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,选项A错误;温度越高,Rt阻值越小,热敏电阻Rt与定值电阻R串联接在电路中,电路中电流越大,R两端的电压越大,电压表的指针偏转角越大,选项B正确;温度越高,电路中电流越大,由P=IE可知,整个电路消耗的功率越大,选项C错误;若热敏电阻的阻值随温度是线性变化的,由闭合电路欧姆定律I=可知,电路中电流I随温度是非线性变化的,由电压表的示数U=IR可知,U随温度是非线性变化的,因此表盘标注温度刻度一定是不均匀的,选项D错误.
11.AD [解析] 当电路中电流I=3 A时,电子秤测量的体重最大,由闭合电路欧姆定律得I=,解得R=-r= Ω-2 Ω=2 Ω,代入R=38-0.02F,可得F=1800 N,故A正确,B错误;踏板空载时,F=0,代入R=38-0.02F,解得电阻R=38 Ω,由闭合电路欧姆定律得I== A=0.300 A,所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.300 A处,故C错误,D正确.
12.D [解析] 由甲图可知,R1、R2串联,由题可知,当有光照射时,R1的阻值变小,电路的总电阻变小,根据I=可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,R2两端的电压变大,根据串联分压的规律可知,R1两端的电压变小,即R1两端的电压较低,由图像知R1的电压U1=2 V,则U2=U-U1=6 V-2 V=4 V,电路中的电流I==0.01 A,光敏电阻的阻值R1==200 Ω,故A错误;R1无光照时,由图像可得U1'=4 V,U2'=U-U1'=6 V-4 V=2 V,所以有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2∶U2'=2∶1,故B错误;由于I'==0.005 A,此时光敏电阻的阻值R1'==800 Ω,所以有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1∶R1'=200∶800=1∶4,故C错误;由图像可知,每经过0.6 s,就有一个产品通过计数装置,则n==6000(个),故D正确.(共52张PPT)
1 认识传感器
2 常见传感器的工作原理及应用
学习任务一 认识传感器
学习任务二 常见传感器的工作原理及其应用
随堂巩固
练习册
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备用习题
学习任务一 认识传感器
［科学探究］ 如图所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡就会熄灭.盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？
[答案] 盒子里用到了干簧管，把干簧管串入电路，当磁铁靠近时，两个软磁性材料制成的簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用.
例1 [2024·湖北武汉二中月考] 下列关于传感器说法中不正确的是( )
B
A.电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号
B.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
C.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
[解析] 电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号，故A正确；话筒是一种常用的声波传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故B错误；电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断，故C正确；光敏电阻的工作原理实际上是通过传感器把光信号转换成电信号，故D正确.
【要点总结】
1.传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量).
2.传感器工作过程如图所示.
3.传感器的分类
工作原理 举例
物理传感器 利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息 力电传感器、温度传感器、光电传感器、声传感器、电容传感器等
化学传感器 利用化学反应识别和检测信息 气敏传感器、湿敏传感器等
生物传感器 利用生物化学反应识别和检测信号 酶传感器、细胞传感器等
学习任务二 常见传感器的工作原理及其应用
考向一 光敏电阻
例2 [2024·湖南长沙一中月考] 某学校新装了一批节能路灯如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变.如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小).当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，下列判断正确的是( )
B
A.A灯变亮，B灯变暗
B.电源的效率变大
C.电源内阻消耗的功率变大
D.上电流的变化量等于上电流变化量
[解析] 光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，A灯变亮，流过的电流减小，两端电压减小，又因为外电压增大，所以B灯两端电压增大，则B灯变亮，故A错误；由于外电阻变大，根据可知，电源的效率变大，故B正确；因为内电压减小，所以电源内阻消耗的功率变小，故C错误；由题中电路可知，其中，，则，故D错误.
【要点总结】
1.光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照强度的增大，载流子增多，导电性变好，即光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.
2.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量.
3.光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管，是依据光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的.光电传感器有非常广泛的应用，如自动冲水机、路灯的控制、光电计数器、烟雾报警器等.
考向二 金属热电阻和热敏电阻
例3 [2024·浙江学军中学月考] 新冠肺炎疫情期间，额温枪被大量应用于排查高温患者.额温枪的原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据.某同学在实验室中用如图甲所示的电路验证额
(1) 热敏电阻感应的温度越高，电压表示数______(选填“越大”或“越小”).
越大
[解析] 由图甲可知，热敏电阻与串联，电压表测两端电压，当热敏电阻感应的温度升高时，由图乙可知，热敏电阻阻值变小，电路中电流变大，根据可知，电压表示数变大.
温枪测量温度的准确性.已知电源电动势，内阻忽略不计， ，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙所示.
(2) 闭合开关后，发现电压表示数为，则热敏电阻感应的温度为_____(保留1位小数).
40.0
[解析] 当电压表示数为时，根据串联电路的特点可知，通过热敏电阻的电流，热敏电阻两端电压，则热敏电阻的阻值 ，对照图乙可知，热敏电阻感应的温度大约为.
【要点总结】
1.热敏电阻与金属热电阻的比较
热敏电阻 金属热电阻
特点 电阻随温度的变化而变化且变化得非常明显,电阻值随温度升高而减小 电阻率随温度的升高而
增大
图像 ______________________________________________________________
制作材料 半导体 金属导体
优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范
围大
作用 能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量
2.热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的，它有非常广泛的应用，如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等.
考向三 电阻应变片
例4 如图所示是智能称重地磅，它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便，这种地磅安装了应变式力传感器，下列关于应变式力传感器的说法不正确的是( )
C
A.应变片常用半导体材料制成
B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C.传感器输出的是应变片上的电压
D.外力越大，输出的电压差值也越大
[解析] 传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值越来越大，C错误.
【要点总结】
1.应变式力传感器主要由金属梁和电阻应变片组成.
2.工作原理：如图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上、下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施加力，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小.力越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小.传感器把这两个电压的差值输出.力越大，输出的电压差值也就越大.
3.应变式力传感器的工作流程
考向四 电容式传感器
例5 传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电荷量等)的一种元件.如图中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是( )
A.图甲中两极间的电荷量不变，若电压减小，可判断出变小
B.图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，可判断出 变小
C.图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则变小
D.图丁中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则变大
D
[解析] 图甲中两极间的电荷量不变，若电压减小，则由电容的定义式分析可知，电容增大，由电容的决定式可知，两极间正对面积增大，变大，A错误；图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，则由电容的定义式，分析可知，电容减小，由电容的决定式可知，极板正对面积减小， 变大，B错误；图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，说明电容器在放电，电荷量减小，由电容的定义式分析可知，电容减小，由电容的决定式可知，电介质向外移动，则变大，C错误；图丁中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，电荷量增加，由电容的定义式分析可知，电容增大，由电容的决定式可知，两电极间距离减小，则变大，D正确.
【要点总结】
1.电容式传感器：电容器的电容取决于极板的正对面积、极板间距、极板间的电介质这几个因素.如果某个物理量(如角度 、位移、深度等)的变化引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，通过电容的变化就可以确定上述物理量的变化，那么这种电容器就被称为电容式传感器.
2.电容式传感器是一种多功能传感器，可把压力、转角、位移、压强、声音等非电学量转换为电容这一电学量.分析原理时，关键要搞清楚是将哪个非电学量转换为电容，然后结合电容的决定式来分析.
1. 唱卡拉OK用的话筒内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是( )
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变
D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势
B
[解析] 当声波使膜片前后振动时,膜片后的金属线圈就跟着振动,从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生改变,在金属线圈中会产生感应电动势,从而将声音信号转变为电信号,可见这是利用电磁感应原理,故选项B正确.
2.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、开关S与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化的磁场中.两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球.S断开时传感器上有示数,S闭合时传感器上恰好无示数.则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是(重力加速度为g)( )
A.正在增大,= B.正在减小,=
C.正在减小,= D.正在增大,=
D
[解析] S闭合时传感器上恰好无示数,说明小球受竖直向上的静电力,且静电力大小等于重力,由楞次定律可判断磁感应强度B正在增大,根据法拉第电磁感应定律E=n=U和q·=mg得=,故D正确.
3. 某种角速度计的结构如图所示.当整个装置绕轴OO'转动时,元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压,电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号.已知A的质量为m,弹簧的劲度系数为k,自然长度为l,电源的电动势为E,内阻不计.滑动变阻器总长也为l,电阻分布均匀,装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端.当系统以角速度ω转动时,则( )
A.电路中电流随角速度的增大而增大
B.电路中电流随角速度的增大而减小
C.弹簧的伸长量为x=
D.输出电压U与ω的函数式为U=
D
[解析] 系统在水平面内以角速度ω转动时,无论角速度增大还是减小,滑动变阻器的总电阻不变,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中电流保持不变,故A、B错误;
设系统在水平面内以角速度ω转动时,弹簧伸长的长度为x,则对元件A,根据牛顿第二定律得kx=mω2(l+x),输出电压U=E=E,联立解得x=,U=,故C错误,D正确.
4. 如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤,其中实现称重的关键元件是拉力传感器.其工作原理是:挂钩上挂上重物,传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变,拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成将所称重物质量转换为电信号的过程.
(1)简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因:_____________________
__________________________________________.
电阻丝受拉力时,长度增加而横截面积减小,根据电阻定律知其阻值增大
(2)小明找到一根拉力敏感电阻丝RL,其阻值随拉力变化的图像如图乙所示,再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”.电路中电源电动势E约15 V,内阻约2 Ω;灵敏毫安表量程为10 mA,内阻约5 Ω;R是电阻箱,最大阻值是9999 Ω;RL接在A、B两接线柱上,通过光滑绝缘滑环可将重物吊起.接通电路,完成下列操作:
a.滑环下不吊重物时,调节电阻箱,当电流表为某一合适示数I时,读出电
阻箱的读数R1;
b.滑环下吊上待测重物,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
c.调节电阻箱,使___________________,读出此时电阻箱的读数R2;
d.算得图乙直线的斜率k和截距b.
待测重物的重力G的表达式为_________________(用以上测得的物理量
表示),测得θ=53°(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6),R1、R2分别为1052 Ω和1030 Ω,
结合乙图信息,可得待测重物的重力G=____N(结果保留三位有效数字).
电流表的示数仍为I
G=
132
[解析] 根据等效替代法测电阻,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I;
由其阻值随拉力变化的图像可得k== Ω/N=0.2 Ω/N,由平衡条件得2ΔFcos θ=G,由等效替代法测电阻得ΔRL=R1-R2,联立解得G== N=132 N.
(3)针对小明的设计方案,为了提高测量重量的精度,你认为下列措施可行的是 ______(填选项前的字母).
A.将毫安表换成量程不同、内阻更小的毫安表
B.将毫安表换成量程为10 μA的微安表
C.将电阻箱换成精度更高的电阻箱
D.适当增大A、B接线柱之间的距离
CD
[解析] 为了提高测量重量的精度,可将电阻箱换成精度更高的电阻箱,适当增大A、B接线柱之间的距离;根据闭合电路欧姆定理得电流I=,有几毫安,所以不能将毫安表换成量程为10 μA的微安表,也不能将毫安表换成其他量程,故C、D正确.
1.(认识传感器)现代生活离不开智能手机，手机中有很多特殊功能需要传感器来实现.例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的，实现这一功能可能用到的传感器为( )
A
A.光传感器和位移传感器 B.磁传感器和温度传感器
C.磁传感器和声传感器 D.压力传感器和加速度传感器
[解析] 当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器，A正确.
A.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为
B.当拉力为时，电流表指针指在处
C.当拉力为时，电流表指针指在处
D.该健身器材能测量力的范围是
2.(压敏电阻)抗击新型冠状病毒期间，由于无法外出，某同学在家利用所学物理知识设计能显示拉力大小的电子健身器材，该器材的原理图如图所示.轻质弹簧右端和金属滑片固定在一起(弹簧的电阻不计，与间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为.定值电阻 ，是一根长为的均匀电阻丝，阻值 ，电源输出电压恒为，内阻不计，
B
理想电流表的量程为.当拉环不受力时，滑片位于端.下列关于这个电路的说法正确的是( )
[解析] 当拉环不受力时，滑片在端，由欧姆定律得,故A错误；拉力为时，由，则,对应的电阻为 ，接入电路的电阻， 由欧姆定律得,故B正确，C错误；在移动到点时，由，拉力最大,故D错误.
3.(电容式传感器)图为一种电容式传感器示意图，电路可将声音信号转化为电信号.电路中、构成一个电容器，是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，是固定不动的金属板，若声源发出频率恒定的声波使振动，则在振动过程中( )
D
A.、之间的电场强度不变 B.、所带的电荷量不变
C.电路中始终有方向不变的电流 D.向右位移最大时，电容器的电容最大
[解析] 、始终跟电源相连，电势差不变，由于、间距离变化，由知场强变化，A错误；由知变化时C变化，向右位移最大时，电容最大，D正确；由知、所带电荷量不断变化，电容器的充、放电交替产生，电路中电流方向有变化，B、C错误.
4.(热敏电阻)[2024·重庆巴蜀中学期中] 利用金属热电阻和热敏电阻的阻值与温度之间的对应关系，除了可以测量温度，还可以有其他用途.如图所示，一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位，下列说法正确的是( )
C
A.当液面高于热敏电阻时，热敏电阻的热量会被液体带走，温度基本不变，指示灯亮
B.给热敏电阻通一定电流，可利用热敏电阻对液体进行快速加热
C.当液体减少，液面低于热敏电阻时，热敏电阻温度升高，指示灯亮
D.无法通过热敏电阻的阻值变化来判断液面是否低于设定值
[解析] 若给热敏电阻通以一定电流，热敏电阻会产生热，当液面高于热敏电阻时，热敏电阻的热量会被液体带走，温度基本不变，电阻较大，指示灯不亮，A错误；给热敏电阻通一定电流，热敏电阻会产生热，可当给液体进
行加热时，因液体的温度较低，热敏电阻的阻值变化不大，电流较小，热量较小，液体温度升高得慢，因此利用热敏电阻对液体不能进行快速加热，B错误；当液体减少，液面低于热敏电阻时，热敏电阻温度升高，阻值较小，电流较大，指示灯亮，就显示出报警信号，C正确；因热敏电阻值与温度的变化是有一定关系的，这个关系转变成电流的变化关系，可以由热敏电阻的阻值变化来判断液面是否低于设定值，D错误.
5.(光敏电阻)如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置部分电路示意图,为光敏电阻(光照增强时电阻变小),为定值电阻,、之间接监控装置.则( )
C
①当有人通过而遮蔽光线时,、间电压升高 ②当有人通过而遮蔽光线时,、间电压降低 ③当仅增大的阻值时,可增大、间的电压 ④当仅减小的阻值时,可增大、间的电压
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
[解析] 由电路图可知,两电阻串联,监控装置与并联.当有人通过通道而遮蔽光线时,阻值变大,电路中的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的总电流变小,定值电阻两端的电压变小,即A、B间电压降低,故②正确,①错误;当仅增大的阻值时,电路中的总电阻变大,总电流变小,根据可知,A、B之间的电压增大,③正确,同理可知④错误.故C正确.
知识点一 认识传感器
1.[2024·贵州贵阳一中期末] 关于传感器，下列说法中不正确的是( )
A
A.热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏
B.电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号
C.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
D.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
[解析] 热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，由半导体制成，且随着温度升高，其电阻减小，对温度感知灵敏，故A错误；电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应变片的电流一定，压力越大，电阻越大，应变片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故B正确；霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C正确；光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，故D正确.
2.在会议室、宾馆房间的天花板上均会安装火灾报警器.当有烟雾进入其有孔的罩内时即会发出警报，则这种报警器装有的传感器是( )
A
A.光传感器 B.压力传感器 C.声音传感器 D.温度传感器
[解析] 有烟雾进入报警器有孔的罩内时对光有散射作用，使光线的光路发生变化，改变传感器上的光照强度来发出警报，则该报警器中装有的传感器是光传感器，故A正确.
3.[2024·北大附中月考] 交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是( )
B
A.声音传感器 B.电化学传感器 C.压力传感器 D.温度传感器
[解析] 检测驾驶员酒精含量，与声音、压力、温度无关，选用的是电化学传感器，故B正确.
4.[2024·天津实验中学月考] 人体含水量约为，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.通过脂肪测量仪可测量出人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是( )
B
A.脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻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体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C.人在剧烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D.人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
[解析] 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，B错误，A正确；在剧烈运动或沐浴之后，人体内含水量均会发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，则人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，C、D正确.
知识点二 常见传感器的工作原理及应用
5.(多选)[2024·河南开封高中月考] 如今，人们对手机的依赖程度越来越高，手机已成为现代人必不可少的随身物品，然而长时间地使用手机会对眼睛造成一定的伤害，因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，
AD
A.仅光照变强，小灯泡变亮 B.仅光照变弱，小灯泡变亮
C.仅将滑片向端滑动，小灯泡变亮 D.仅将滑片向端滑动，小灯泡变亮
也可以手动调节.某同学为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，为光敏电阻，光照增强，阻值变小，为滑动变阻器，闭合开关后，下列说法正确的是( )
[解析] 光照变强，光敏电阻阻值变小，所以电路中的电流变大，即通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，反之，若光照变弱，则灯泡变暗，故A正确，B错误；仅将滑片向端移动，变阻器接入电路的阻值变大，电路中总电阻变大，总电流变小，即通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故C错误；仅将滑片向端移动，变阻器接入电路的阻值变小，总电阻变小，总电流变大，所以通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，故D正确.
6.(多选)[2024·广东惠州一中期末] 如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图.图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点接滑动变阻器.当油箱内油面下降时，下列分析正确的有( )
BD
A.触点向下滑动 B.触点向上滑动
C.电路中的电流增大了 D.电路中的电流减小了
[解析] 当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，根据可知，电路中的电流变小，电流表示数变小，故B、D正确.
A.该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大
B.增加电源电动势可以增加路灯照明时间
C.并联更多的路灯可延长每天路灯照明时间
D.增大保护电阻阻值可延长每天路灯照明时间
7.[2024·湖南株州二中月考] 如图所示是利用太阳能给路灯供电的自动控制电路的示意图.是光敏电阻，是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，接入电路，太阳能电池板给蓄电池充满电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，接入电路，蓄电池给路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路说法中正确的是( )
D
[解析] 日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，接入电路，可知电流增大了，而电源电动势不变，根据闭合电路欧姆定律，控制电路的电阻变小了，因此当日光充足时，光敏电阻减小了，故A错误；在电阻不变的情况下增加电源电动势，控制电路电流增大，电磁继电器会把衔铁吸下，路灯不亮，因此
减少了路灯照明时间，故B错误；路灯的盏数不影响控制电路，若考虑蓄电池的容量，则并联更多的路灯亮起时会更快地消耗电能，反而会减少路灯的照明时间，故C错误；增大保护电阻，减小了电流，增大了路灯照明时间，故D正确.
8.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示.将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数不变，且大于升降机静止时电流表的示数，在这段时间内( )
C
A.升降机可能匀速上升
B.升降机一定匀减速上升
C.升降机一定处于失重状态
D.通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大
[解析] 在升降机运动过程中发现电流表的示数不变，说明是匀变速运动，且大于升降机静止时电流表的示数，可知外电压变大，内电压变小，说明总电流变小，所以总电阻变大，压敏电阻的阻值变大.由压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，则知压力变小，因此加速度方向向下，可能向下匀加速，也可能向上匀减速，升降机的加速度向下，一定处于失重状态，故A、B错误，C正确；电路中总电流变小，而通过电流表的电流变大，则通过压敏电阻的电流变小，所以通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时小，故D错误.
9.某学习小组的同学在做用多用电表研究热敏电阻特性实验时，安装好如图所示装置.向杯内加入冷水，温度计的示数为，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值.然后向杯内加入热水，温度计的示数为，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是( )
D
A.应选用电流挡，温度升高换用大量程测量
B.应选用电流挡，温度升高换用小量程测量
C.应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡
D.应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
[解析] 测电阻要用欧姆挡，故A、B错误；当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C错误，D正确.
10.[2024·浙江杭州外国语学校期末] 某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计.他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的曲线，如图甲所示，再将该热敏电阻，与某一定值电阻串联接在电路中，将理想电压表与定值电阻并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示.下列说法中正确的是( )
A.从图甲可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B.图乙中电压表的指针偏转角越大，温度越高
C.温度越高，整个电路消耗的功率越小
D.若热敏电阻的阻值随温度均匀变化，则表盘上标注的温度刻度也一定是均匀的
B
[解析] 由甲图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，选项A错误；温度越高，阻值越小，热敏电阻与定值电阻串联接在电路中，电路中电流越大，两端的电压越大，电压表的指针偏转角越大，选项B正确；温度越高，电路中电流越大，由可知，整个电路消耗的功率越大，选项C错误；若热敏电阻的阻值随温度是线性变化的，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流随温度是非线性变化的，由电压表的示数可知，随温度是非线性变化的，因此表盘标注温度刻度一定是不均匀的，选项D错误.
11.(多选)[2024·江苏启东中学月考] 有一种测量体重的电子秤，其原理如图所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器(是一个阻值可随压力大小变化的电阻)、显示体重的仪表(实质是理想电流表).设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为，电源电动势为，内阻为 ，压力传感器的电阻随压力变化的函数式为和的单位分别是和.下列说法正确的是( )
AD
A.该秤能测量的最大体重是
B.该秤能测量的最大体重是
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘处
D.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘处
[解析] 当电路中电流时，电子秤测量的体重最大，由闭合电路欧姆定律得，解得 ，代入，可得，故A正确，B错误；踏板空载时，，代入，解得电阻 ，由闭合电路欧姆定律得，所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘处，故C错误，D正确.
12.[2024·北大附中月考] 如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中为激光源，为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，为定值保护电阻，、间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响).水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过与之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住.若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示.已知计数器电路中电源两极间的电压恒为，保护电阻的阻值为 ，则( )
A.有光照射时光敏电阻R?1的阻值为800
B.有光照射和无光照射时保护电阻两端的电压之比为
C.有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为
D.每通过与之间的产品个数为6000个
D
[解析] 由甲图可知，、串联，由题可知，当有光照射时，的阻值变小，电路的总电阻变小，根据可知，电路中的电流变大，根据可知，两端的电压变大，根据串联分压的规律可知，两端的电压变小，即两端的电压较低，由图像知的电压，则，电路中的电流，光敏电阻的阻值 ，故A错误；无光照时，由图像可得,,所以有光照射和无光照射时保护电阻两端的电压之比,故B错误；由于,此时光敏电阻的阻值 ,所以有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比,故C错误；由图像可知,每经过，就有一个产品通过计数装置，则(个)，故D正确.
