教科版高中物理选择性必修第二册第五章传感器第1节认识传感器第2节常见传感器的工作原理课件(66页PPT)

(共66张PPT)
[学习目标]
1.知道什么是传感器，了解传感器的种类。
2.了解常见传感器的组成和应用的一般模式。
3知道光敏电阻、热电阻、热敏电阻、电阻应变片的工作原理及应用。
1.传感器：把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的______的器件或装置。有时又被称为探测器或变换器。
2.传感器的结构
通常传感器由____元件和____元件组成，有时也将信号调节转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分，如图所示。
电信号
敏感
转换
(1)敏感元件：常见的敏感元件包括力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元件、气敏元件等，它们能直接感受诸如压力、光照、温度、磁场、气体等非电信息，并将这些信息变换成易于测量的物理量。
①弹性膜片：应变式压力传感器的弹性膜片就是敏感元件，它的作用是将压力转变成膜片的____。
②光敏电阻：通常用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成，随着光照的____，载流子增多，导电性____。因此，光敏电阻能够把________这个光学量转换成电阻这个电学量。
③干簧管：干簧管是一种能够感知____的敏感元件，由密封在玻璃管内的两个软磁体(通常是铁镍合金)簧片构成，两个簧片在磁场中被磁化为异名磁极而相互吸引，所以，串联在电路中的干簧管就成了一个由磁场控制的开关。
形变
增强
变好
光照强弱
磁场
(2)转换元件：通常不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的物理量转换成______，又称传感元件。
(3)信号调节转换电路：由于转换元件输出的信号一般很弱，容易混有干扰信号，因此需要信号调节转换电路对其进行____、消除干扰，使转换元件输出的电信号转换成便于显示、记录、处理和控制的电学量。
电学量
放大
3.传感器的分类
物理
物理传感器 利用了力、热、光、电磁和声等____效应
化学传感器 利用了________的原理检测物质的种类和浓度
生物传感器 是利用酶、抗体和激素等分子识别功能进行工作的传感器
化学反应
[思考探究]
如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁铁靠近干簧管时：
(1)会发生什么现象，为什么？
(2)干簧管的作用是什么？
提示　(1)灯泡会亮，因为当条形磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通。
(2)干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器。
[例1]　(多选)关于传感器，下列说法正确的是(　　)
A.传感器通常是将非电学量转换为电学量
B.烟雾散射式火灾报警器利用的是温度传感器
C.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，这种传感器可以控制电路的通断
D.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
AC
解析　传感器通常是将非电学量转换为电学量，故A正确；烟雾散射式火灾报警器利用的是光传感器，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，这种传感器可以控制电路的通断，故C正确；话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故D错误。
[例2]　(多选)教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时控制的，在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是(　　)
A.白天有光照时，光传感器自动闭合
B.夜晚无光照时，光传感器自动闭合
C.有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合
D.无人走动或发出声音时，声传感器自动闭合
BC
解析　　天亮时光控开关自动断开，天黑时自动闭合，有人走动或发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，故B、C正确。
[总结提升]
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。
1.温度传感器：是一种将____变化转换成电学量变化的装置，使用的感温敏感元件主要有热敏电阻、热电阻、热双金属片和热电偶等。
(1)热敏电阻温度传感器：热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化非常____。
①如图甲所示，这类热敏电阻的阻值随温度升高而____，称为负温度系数热敏电阻，用NTC表示。
②另一类热敏电阻的阻值随温度升高而____，称为正温度系数热敏电阻，用PTC表示。
温度
明显
减小
增大
(2)热电阻温度传感器：用______制作的感温电阻称为热电阻，电阻R与温度t的关系如图乙所示。
(3)热双金属片温度传感器：将两种________相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后，当温度升高时，由于两边金属片膨胀程度不同，可用来控制电路的通断。许多冰箱压缩机就是用双金属热保护器进行保护的，如图丙所示。
金属丝
膨胀系数
2.光传感器：有些金属或半导体材料，在电路中受到____时，可以产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化。用这种材料做敏感元件，便可制成光传感器。光传感器在日常生活和工农业生产、交通运输等行业中应用广泛，比如自动门、非触摸式自动水龙头、火灾报警、环境监测装置等，其中用来测量机械转速的光电式转速表的工作原理如图所示，旋转物把光线反射到光敏二极管上完成转速测量。
光照
3.力传感器：是一种把______转换为电学量的装置。常用的力传感器是由铝合金梁和应变片组成的应变式力传感器，其工作原理如图所示，在梁的自由端施加向下的压力时，梁发生弯曲，上表面拉伸，上应变片的电阻变大；下表面压缩，下应变片的电阻变小。使应变片中通过的电流保持恒定，这时上、下应变片的电压产生差值，压力越大，输出的电压差值越大；如果力的方向向上，则上、下应变片的电阻变化正好相反，电压差值为负。
力学量
[思考探究]
将多用电表的选择开关置于电阻挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT(温度升高时电阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央。若在RT上擦一些酒精，多用电表指针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，多用电表指针将如何偏转？
提示　由于酒精挥发，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，多用电表指针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻RT，热敏电阻RT温度升高，电阻值减小，多用电表指针将向右偏。
角度1　温度传感器
[例3]　(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高，电阻越小)，C为电容器。当环境温度降低时(　　)
A.电容器C的带电荷量增大
B.理想电压表的示数增大
C.电容器C两板间的电场强度减小
D.R1消耗的功率增大
AB
角度2　光传感器
[例4]　为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻的阻值随着光的强弱而变化。物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为lx。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻。已知直流电源电动势E为3 V，内阻不计，当控制开关两端电压U≥2 V时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是(　　)
照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/kΩ 75 40 28 23 20 18
D
A.R1为定值电阻，R2为光敏电阻
B.通过表中数据分析可得，照度与光敏电阻阻值成反比
C.照度越大，该电路控制开关两端的电压越大
D.若将20 kΩ的定值电阻接入电路，则当照度降至0.4 lx时启动照明系统
角度3　力传感器
[例5]　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竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为I1。下列判断正确的是(　　)
A.0到t1时间内，升降机一定静止
B.t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动
C.t1到t2时间内，升降机运动时的加速度在变化
D.t2到t3时间内，升降机可能向下匀速运动
C
解析　从0～t1时间内，电流不变，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的总阻值不变，升降机可能静止也可能匀速运动，故A错误；t1～t2时间内，电流增大，则电阻减小，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力增大，由牛顿第三定律得物块受到的支持力逐渐增大，根据牛顿第二定律有N－mg＝ma，合力向上，加速度向上且逐渐增大，故B错误，C正确；t2～t3时间内电流不变，电阻不变，压力不变，电流大于静止时的电流，压力大于静止时的压力，物块受重力和支持力，根据牛顿第二定律有N′－mg＝ma′，合力向上，加速度向上且大小不变，所以t2～t3时间内升降机匀加速上升或匀减速下降，故D错误。
[总结提升]
1.分析电路问题，关注电源的电动势和内阻及外电路的变化规律，纯电阻电路可利用闭合电路欧姆定律。
2.用图像法解决问题要关注横纵坐标的意义，根据闭合电路欧姆定律列表达式。
3.利用数形结合，结合斜率、截距及特殊点解决相关问题。
常见电容式传感器
名称 传感器 原理
测定角度θ的电容式传感 器 当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起极板正对面积S的变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道θ的变化情况
测定液面高度h的电容式传感 器 在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两个极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质，液面高度h发生变化时，引起正对面积发生变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道h的变化情况
名称 传感器 原理
测定压力F的电容式传感 器 待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化，知道C的变化，就可以知道F的变化情况
测定位移x的电容式传感 器 随着电介质板进入极板间的长度发生变化，电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道x的变化情况
[思考探究]
如图是电容式话筒的原理图，话筒的振动膜片上涂有薄薄的金
属层，膜后相距几十微米有一个金属片，他们构成电容器的两
个极板。电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来
工作，试分析它的工作原理。
提示　电容式话筒利用振动膜片接收空气振动信号，振动膜片与固定电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容的变化。在电容器两端施加恒定的电压，通过电容器的电流就会变化。将这个电流信号进行转换，即可输出音频信号。
[例6]　电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是(　　)
D
A.甲图中，手指作为电容器—电极，如果改用绝缘
笔在电容式触摸屏上仍能正常操作
B.乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b
C.丙图中，油箱液位上升时，电容变小
D.丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器
处于充电状态
解析　题甲图中，绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作，选项A错误；题乙图中，力F增大过程中，电容器极板间距减小，电容变大，电容器充电，电流计中的电流从b流向a，选项B错误；题丙图中，油箱液位上升时，电介质插入电容器，电容变大，选项C错误；题丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器，电容变大，电容器处于充电状态，选项D正确。
1.(认识传感器)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制成的
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.水银温度计是一种传感器
B
解析　传感器材料分为半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，A错误，B正确；传感器是通过把非电学量转换成电学量来传递信号的，C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，D错误。
2.(常见传感器的工作原理)某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻。控制开关电路具有下列特性：当电压表示数小于某一数值U时，控制开关处于断路状态；当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转。电路两端的电压U0恒定，下列说法正确的是(　　)
A.环境温度升高时，电压表示数变小
B.可变电阻R阻值调大时，电压表示数变大
C.可变电阻R阻值调小时，排风扇开始工作的临界温度降低
D.若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
B
解析　当环境温度升高时，半导体热敏电阻R0阻值减小，则电路中的电流增大，可变电阻R两端的电压增大，电压表示数变大，故A错误；可变电阻R阻值调大时，可变电阻R的分压变大，则电压表示数变大，故B正确；可变电阻R阻值调小时，电压表示数变小，需要升高临界温度减小热敏电阻阻值，使电压表示数大于U，控制开关接通电路，M开始运转，排风扇开始工作，故C错误；若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致电压表示数变小，则开关会处于断开状态，起不到散热排风的作用，故D错误。
3.(电容式传感器)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(　　)
D
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
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[基础巩固练]
1.电梯是高层住宅用户必不可少的日常工具，但有些小朋友不懂事，总做出一些危险行为。某小朋友在电梯门口放了一障碍物，发现电梯门不停地开关，这是电梯门上安装了传感器的结果，他以此为乐，殊不知这种行为有一定的危险性。下列说法正确的是(　　)
A.电梯门上安装了温度传感器
B.电梯门上安装了光传感器
C.电梯门上的传感器将温度信号转变为电信号
D.电梯门上的传感器将电信号转化为光信号
B
解析　电梯能够识别障碍物，并不断开关电梯门，是因为电梯门安装了光传感器，这个传感器能够将光信号转变为电信号，故B正确，A、C、D错误。
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2.(2025·绵阳市高二期中)某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们是(　　)
A.热敏电阻和光敏电阻
B.金属热电阻和光敏电阻
C.热敏电阻和干簧管
D.光敏电阻和动圈式话筒
D
解析　天黑时，出现声音它就开启，而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器；即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器。即控制电路中接入了光传感器、声音传感器，它们是光敏电阻和动圈式话筒。故选D。
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3.如图是一火警报警电路的示意图，R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，电流
表显示的电流I、报警器两端的电压U的变化情况(　　)
A.I变大，U变小 B.I变小，U变小
C.I变小，U变大 D.I变大，U变大
B
解析　当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻减小，根据串反并同规律，可知报警器两端的电压变小，电流表显示的电流也变小，故B正确。
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4.(多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻(光照强度增大时电阻减小)，电压表内阻不计，当入射光强度增大时(　　)
A.电压表的示数增大
B.R2中电流减小
C.小灯泡的功率增大
D.电路的路端电压增大
ABC
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解析　当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，则R1两端电压增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D项错误；因路端电压减小，且R1两端电压增大，故R2两端电压必减小，则R2中电流减小，B项正确；因干路电流增大，且R2中电流减小，可知流过小灯泡的电流增大，故小灯泡的功率增大，C项正确。
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5.位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑片P移动，通过电压表显示的数据来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想电表，物体M不动时，滑片P位于滑动变阻器正中间位置，则下列说法正确的是(　　)
A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B.物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C.物体M不动时，电路中没有电流
D.物体M不动时，电压表没有示数
B
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解析　电压表为理想电表，则电压表不分流，故滑片P移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，且电路中始终有电流，故A、C错误；电压表测的是滑片P左侧电阻分得的电压，故示数随物体M的运动亦即滑片P的移动而变化，物体M不动时，电压表仍有读数，故B正确，D错误。
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6.如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是(　　)
B
A.当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统
获得高电压
B.当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
C.扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D.扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作
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解析　信号处理系统获得的电压是R0两端的电压，当扫描笔头在黑色线条上移动时，R相当于大电阻，根据闭合电路欧姆定律，回路电流很小，R0两端的电压很低，信号处理系统获得低电压；当扫描笔头在白色间隔上移动时，R相当于小电阻，回路电流较大，R0两端的电压较高，信号处理系统获得高电压，A错误，B正确；如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高、低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，C错误；扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三极管，从而出现错误信息，导致不能正常工作，D错误。
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7.(多选)电子眼在城市道路上随处可见，电子眼在交通管理中的运用，大大减小了交管部门的工作强度。电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越高，压力稳定时，电压稳定，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照留存。则红灯亮时(　　)
BD
A.车轮停在感应线上时，电阻R中有恒定电流通过
B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电
C.增大电阻R的阻值，可以使电容器稳定时的带电荷量减小
D.汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照
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解析　车轮停在感应线上时，压电薄膜受到的压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由图乙可知，当车轮经过感应线时，电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故B正确；电容器稳定时的电压等于压电薄膜两端产生的电压，与R无关，故C错误；汽车前轮刚过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，形成两个脉冲电流，符合拍照条件，故D正确。
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[能力提升练]
8.(2025·汕头市高二期末)(多选)有款市面上流行的指针式恒温“温奶器”，如图是其内部调温的工作示意图，温度的敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。则关于该装置，下列说法正确的是(　　)
A.传感器工作的一般流程：电信息→敏感元件→处理电路→非
电信息
B.电源刚接通时上下触点是接触的
C.若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮下移一些
D.若要提高温奶的温度，则应使调温旋钮上移一些
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解析　传感器工作的一般流程：非电信息→敏感元件→处理电路→电信息，故A错误；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，故B正确；若要提高温奶的温度，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C正确，D错误。
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9.(2025·泰州市高二月考)图甲是由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器的示意图，图乙是其原理图。传感器可以看成由两个电容C1、C2组成，当传感器有沿着箭头方向的加速度时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变。下列对这个传感器描述正确的是(　　)
A.匀速向上运动时，C1减小，C2增加
B.保持向上匀加速运动时，C1不变，C2不变
C.由静止突然加速向上运动时，C1增加，C2减小
D.正在匀速向上运动的传感器突然停止运动时，C1减小，C2增加
B
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10.(多选)如图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
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解析　由题意知当水位逐渐降低，R变大，回路总电阻变大，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；由题意知当水位逐渐升高，R变小，回路总电阻变小，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。
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压力F/(×104 N) 0 1 2 3 4 5 … 10 …
电阻R/Ω 500 490 480 470 460 450 … 400 …
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(1)由表可知，当地磅秤台所承受的压力为2.0×105 N时，压敏电阻R的阻值为______Ω，此时电压表的示数为__________ V。
(2)若将电压表表盘示数改成地磅秤所测质量，在地磅秤台上的汽车可以直接从表盘上读出汽车的质量，请根据所学过的知识及题中所给数据写出电压表表盘示数U与汽车的质量m之间的关系式U＝________，则可判断出该表盘上的质量刻度________(选填“均匀”或“不均匀”)。
(3)该电子地磅可以测量的质量最大为____ t。
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12.现代生物医学研究使用的细菌培养箱内的温度需要精确测控，测控的方法之一是用热敏电阻来探测温度。如图甲所示，将热敏电阻R0置于细菌培养箱内(如图中虚线)，其余都置于箱外。这样可以通过理想电流表、电压表的示数来表示箱内温度。已知随着箱内温度的改变，电压表和电流表示数如图乙所示，电源的电动势恒定、内阻忽略不计。热敏电阻随温度的变化图像如图丙所示，求：
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(1)电阻R的阻值；
(2)当培养箱内的温度为40 ℃时，电流表的示数；
(3)已知电流表的量程是0～20 mA，电压表的量程是0～16 V，则此电路能够测量的最高温度约是多少？此时热敏电阻R0消耗的电功率是多大？
答案　(1)600 Ω　(2)16 mA　(3)70 ℃ 0.08 W
解析　(1)根据题意，由题图乙可知，当I＝0时U＝16 V
则电源的电动势为E＝16 V
当I＝20 mA＝0.02 A时，电阻R0两端的电压为U＝4 V
由闭合电路欧姆定律有U＝E－IR
解得R＝600 Ω。
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[拓展培优练]
13.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(　　)
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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6 000个
D
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