2022-2023學年高二物理舉一反三系列（人教版選擇性必修第二冊）專題5.2 常見傳感器的工作原理及應用（原卷板）

專題5.2常見傳感器的工作原理及應用【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1光敏電阻的應用】 【題型2金屬熱電阻】 【題型3熱敏電阻的應用】 【題型4聯(lián)系實際】 【題型5霍爾元件】 【題型6位移傳感器】 【題型7溫度傳感器】 【題型8電子秤】 【題型1光敏電阻的應用】【例1】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)，光控開關(guān)可用光敏電阻控制，如圖甲所示是某光敏電阻阻值隨光的照度變化曲線，照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為：勒克斯(lx)。(1)如圖乙所示，電源電動勢為3V，內(nèi)阻不計，當控制開關(guān)兩端電壓上升至2V時控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)。要求當天色漸暗照度降至1.0(lx)時控制開關(guān)接通照明系統(tǒng)，則R1＝________kΩ。(2)某同學為了測量光敏電阻在不同照度下的阻值，設(shè)計了如圖丙所示的電路進行測量，電源(E＝3V，內(nèi)阻未知)，電阻箱(0～99999Ω)。實驗時將電阻箱阻值置于最大，閉合S1，將S2與1相連，減小電阻箱阻值，使靈敏電流計的示數(shù)為I，圖丁為實驗時電阻箱的阻值，其讀數(shù)為________kΩ；然后將S2與2相連，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值如圖戊所示，此時電流表的示數(shù)恰好為I，則光敏電阻的阻值為________kΩ(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。【變式1-1】某同學為定性探究光敏電阻阻值隨光照強度變化的關(guān)系，設(shè)計了如圖(a)所示的電路。所用器材有：置于暗箱(圖中虛線區(qū)域)中的光敏電阻RG、小燈泡和刻度尺；阻值為R的定值電阻；理想電壓表；電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源；開關(guān)S；導線若干。實驗時，先按圖(a)連接好電路，然后改變暗箱中光源到光敏電阻的距離d，記錄電壓表的示數(shù)U，獲得多組數(shù)據(jù)如下表。d/cm8.5010.0012.0013.5015.0017.0018.5020.0022.0023.5025.00U/mV271.0220.0180.0156.7144.9114.094.889.578.672.565.0回答下列問題：(1)光敏電阻阻值RG與電壓表示數(shù)U的關(guān)系式為RG＝________(用E、r、R、U表示)；(2)在圖(b)的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給的第二組數(shù)據(jù)點，并作出U－d的非線性曲線：(3)依據(jù)實驗結(jié)果可推斷：光敏電阻的阻值隨著光照強度的減小而________(填“增大”或“減小”)；(4)該同學注意到智能手機有自動調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能，光照強度大時屏幕變亮，反之變暗。他設(shè)想利用光敏電阻的特性，實現(xiàn)“有光照射光敏電阻時，小燈泡變亮；反之變暗”的功能，設(shè)計了如圖(c)所示電路，則電路中________(填“R1”或“R2”)為光敏電阻，另一個為定值電阻?！咀兪?-2】一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10kΩ，當供電電壓等于24V時能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧。現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置，要求它在有光照時能產(chǎn)生臭氧，在黑暗時不產(chǎn)生臭氧，擬用一個光敏電阻R1對它進行控制，R1的阻值在有光照時為100Ω，黑暗時為1000Ω，允許通過的最大電流為3mA；電源E的電動勢為36V，內(nèi)阻不計；另有一個滑動變阻器R2，阻值為0～100Ω，允許通過的最大電流為0.4A；還有一個開關(guān)S和導線若干。臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如圖所示。設(shè)計一個滿足上述要求的電路圖，圖中各元件要標上字母代號，其中滑動變阻器兩固定接線柱端分別標上字母A、B(電路圖畫在虛線框內(nèi))。【變式1-3】電控調(diào)光玻璃能根據(jù)光照強度自動調(diào)節(jié)玻璃的透明度，將光敏電阻Rx和定值電阻R0接在9V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關(guān)系如表所示：光強I/cd12345電阻值/Ω18963.6[“光強”是表示光強弱程度的物理量，符號為I，單位為坎德拉(cd)](1)當光照強度為4坎德拉(cd)時光敏電阻Rx的大小為__________Ω。(2)其原理是光照增強，光敏電阻Rx阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降，反之則玻璃透明度上升。若電源電壓不變，R0是定值電阻，則下列電路圖中符合要求的是__________(填序號)。(3)現(xiàn)已知定值電阻R0為12Ω，用電壓表測得光敏電阻兩端的電壓為3V，則此時光照強度為__________。【題型2金屬熱電阻】【例2】用如圖a所示的電路測量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。(1)開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應移至________(選填“A”或“B”)端。(2)實驗測得不同溫度下的阻值，并繪得如圖b的Rt-t關(guān)系圖線，根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt-t關(guān)系式：Rt＝______(Ω)。(3)鉑的電阻對溫度變化很靈敏，可以制成電阻溫度計。請利用開關(guān)、導線、鉑熱敏電阻、圖a中某一電表和圖c所示的恒流源(調(diào)節(jié)旋鈕時可以選擇不同的輸出電流，且輸出電流不隨外部條件的變化而變化)，設(shè)計一個簡易電阻溫度計并在圖d的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖。(4)結(jié)合圖b的關(guān)系圖線，選擇恒流源的輸出電流為0.15A，當選用的電表達到滿偏時，電阻溫度計所測溫度為________℃。如果要提高該溫度計所能測量的最高溫度值，請?zhí)岢鲆环N可行的方法：_________________________________________________________________________________________________________________________________________?！咀兪?-1】如圖甲表示某電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系，圖中R0表示0℃時的電阻，K表示圖線的斜率。若用該電阻與電池(E，r)、電流表Rg、變阻器R′串連起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，于是就得到了一個簡單的“電阻測溫計”。(1)實際使用時要把電流表的刻度值改為相應的溫度刻度值，若溫度t1＜t2，則t1的刻度應在t2的________側(cè)(填“左”或“右”)。(2)在標識“電阻測溫計”的溫度刻度時，需要弄清所測溫度和電流的對應關(guān)系。請用E、R0、K等物理量表示所測溫度t與電流I的關(guān)系式：t＝_____________________________。(3)由(2)知，計算溫度和電流的對應關(guān)系，需要測量電流表的內(nèi)阻(約為200Ω)。已知實驗室有下列器材：A.電阻箱(0～99.99Ω)；B.電阻箱(0～999.9Ω)；C.滑動變阻器(0～20Ω)；D.滑動變阻器(0～20kΩ)。此外，還有電動勢合適的電源、開關(guān)、導線等。請在方框內(nèi)設(shè)計一個用“半偏法”測電流表內(nèi)阻Rg的電路；在這個實驗電路中，電阻箱應選________；滑動變阻器應選________。(只填代碼)【變式2-2】某實驗小組探究一種熱敏電阻的溫度特性．現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計、開關(guān)和導線等．(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請你在實物圖上連線．(2)實驗的主要步驟：①正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；②在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)，________，________，斷開開關(guān)；③重復第②步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)．(3)實驗小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得下圖所示的R－t關(guān)系圖線，請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R－t關(guān)系式：R＝________＋________t(Ω)．【變式2-3】溫度傳感器廣泛應用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的．如圖甲所示，電源的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計；G為靈敏電流計，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)S，當R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)I1＝2mA；電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時，熱敏電阻的溫度是________℃.【題型3熱敏電阻的應用】【例3】由半導體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)。基于熱敏電阻對溫度敏感原理制作一個火災報警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時，系統(tǒng)開始自動報警。所用器材有：直流電源E(36V，內(nèi)阻不計)；電流表(量程250mA，內(nèi)阻約0.1Ω)；電壓表(量程50V，內(nèi)阻約1MΩ)；熱敏電阻RT；報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過10mA時就會報警，超過30mA時就會損傷)；滑動變阻器R1(最大阻值4000Ω)；電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)；單刀單擲開關(guān)S1；單刀雙擲開關(guān)S2；導線若干。(1)用圖(a)所示電路測量熱敏電阻R1的阻值，當溫度為27℃時，電壓表讀數(shù)為30.0V，電流表讀數(shù)為15.0mA；當溫度為50℃時，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0V，電流表指針位置如圖(b)所示。溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為______Ω，從實驗原理上看，該方法測得的阻值比真實值略微________(填“偏大”或“偏小”)。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈嶒灁?shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為________(填“正”或“負”)溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)某同學搭建一套基于該熱敏電阻的火災報警系統(tǒng)，實物圖連線如圖(c)所示，其中有一個器件的導線連接有誤，該器件為__________________(填器件名稱)。正確連接后，先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為________Ω，滑動變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時滑動變阻器R1連入電路的阻值為________Ω。調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換?！咀兪?-1】現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個，導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。已知U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為650.0Ω。(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為________Ω；滑動變阻器的滑片應置于____(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是____________________________________________________________________________________。②將開關(guān)向______(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________。(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用?！咀兪?-2】已知一熱敏電阻當溫度從10℃升至60℃時阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為理想電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω)。(1)在虛線框中所給的器材符號之間畫出連線，組成測量電路圖。(2)實驗時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計算出相應的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時熱敏電阻的阻值為________kΩ(保留2位有效數(shù)字)。實驗中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖(a)所示。(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測得達到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ。由圖(a)求得，此時室溫為________℃(保留3位有效數(shù)字)。(4)利用實驗中的熱敏電阻可以制作溫控報警器，其電路的一部分如圖(b)所示。圖中，E為直流電源(電動勢為10V，內(nèi)阻可忽略)；當圖中的輸出電壓達到或超過6.0V時，便觸發(fā)報警器(圖中未畫出)報警。若要求開始報警時環(huán)境溫度為50℃，則圖中________(填“R1”或“R2”)應使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應為________kΩ(保留2位有效數(shù)字)?！咀兪?-3】由半導體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)?；跓崦綦娮鑼囟让舾性碇谱饕粋€火災報警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時，系統(tǒng)開始自動報警。所用器材有：直流電源E(36V，內(nèi)阻不計)；電流表(量程250mA，內(nèi)阻約0.1Ω)；電壓表(量程50V，內(nèi)阻約1MΩ)；熱敏電阻RT；報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過10mA時就會報警，超過30mA時就會損傷)；滑動變阻器R1(最大阻值4000Ω)；電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)；單刀單擲開關(guān)S1；單刀雙擲開關(guān)S2；導線若干。(1)用圖a所示電路測量熱敏電阻RT的阻值。當溫度為27℃時，電壓表讀數(shù)為30.0V，電流表讀數(shù)為15.0mA；當溫度為50℃時，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0V，電流表指針位置如圖b所示。溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為________Ω。從實驗原理上看，該方法測得的阻值比真實值略微________(填“偏大”或“偏小”)。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈嶒灁?shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為________(填“正”或“負”)溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)某同學搭建一套基于該熱敏電阻的火災報警系統(tǒng)，實物圖連線如圖c所示，其中有一個器件的導線連接有誤，該器件為________(填器件名稱)。正確連接后，先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為________Ω，滑動變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時滑動變阻器R1連入電路的阻值為________Ω。調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換。c【題型4聯(lián)系實際】【例4】電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，電壓隨壓力變化而變化，壓力越大電壓越大，壓力不變，電壓一定。壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮時，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應線，回路中會產(chǎn)生兩個脈沖電流，如圖乙所示，即視為“闖紅燈”，電子眼自動拍照記錄。則紅燈亮時（）A．車輪停在感應線上時電阻R上有恒定電流B．車輪經(jīng)過感應線的過程中，電容器先放電后充電C．車輪經(jīng)過感應線的過程中，電阻R上的電流一直增大D．汽車前輪剛越過感應線，又倒回到線內(nèi)，會被電子眼拍照【變式4-1】（多選）如圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。為壓力傳感器。為可調(diào)電阻，兩端電壓越大，電磁鐵對分棟開關(guān)的銜鐵吸引越強（）A．壓力越大越大B．壓力越大越小C．調(diào)節(jié)的大小可以起到保護電路的作用D．調(diào)節(jié)的大小可以改變蘋果篩選的標準【變式4-2】圖示是利用LDR（光敏電阻，其阻值隨光照強度的增加而減?。﹤鞲衅骱蜔襞荩ㄊ冀K正常發(fā)光）制成的一種簡易水污染指示器（未將閉合電路全部畫出），把手上的顯示器顯示的數(shù)據(jù)大表示流過LDR的電流較小，可以用來監(jiān)測河水的污染情況，下列說法中正確的是（）A．河水嚴重污染時，顯示器數(shù)據(jù)大B．河水嚴重污染時，顯示器數(shù)據(jù)小C．無論污染程度如何，光敏電阻的阻值都恒定D．該儀器不會受到白天光照的影響【變式4-3】筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊長為a，寬為b，厚度為d的矩形霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，元件中通有大小為I、方向向右的電流，電子定向移動速度大小為v，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上下表面向上、大小為B的勻強磁場中，則前后表面間會產(chǎn)生霍爾電壓U，以此控制屏幕的熄滅。則（）A．前表面的電勢比后表面的高B．霍爾電壓U與v無關(guān)C．霍爾電壓D．電子所受洛倫茲力的大小為【題型5霍爾元件】【例5】霍爾元件是一種磁傳感器，是實際生活中的重要元件之一．如圖所示為長度一定的霍爾元件，在該元件中通有方向從E到F的恒定電流I，在空間加一豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B，霍爾元件中的載流子為負電荷．則下列說法正確的是()A．該元件能把電學量轉(zhuǎn)化為磁學量B．左表面的電勢高于右表面C．如果用該元件測赤道處的磁場，應保持元件上表面呈水平狀態(tài)D．如果霍爾元件中的電流大小不變，則左、右表面的電勢差與磁場的磁感應強度成正比【變式5-1】磁傳感器是將磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膬x器.如圖所示，將探頭放在磁場中，可以很方便的測量磁場的強弱和方向.探頭可能是（

）A．感應線圈 B．熱敏電阻 C．霍爾元件 D．干簧管【變式5-2】（多選）如圖所示，載流子為電子的霍爾元件樣品置于磁場中，表面與磁場方向垂直，圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個接線端。當開關(guān)S1、S2閉合后，三個電表都有明顯示數(shù)，下列說法正確的是（）A．通過霍爾元件的磁場方向向下 B．接線端2的電勢低于接線端4的電勢C．同時將電源E1、E2反向，電壓表的示數(shù)將不變 D．若減小R1、增大R2，則電壓表示數(shù)一定增大【變式5-3】（多選）所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體時，產(chǎn)生橫向電勢差的物理現(xiàn)象。如圖所示為霍爾元件的工作原理圖，在磁場作用下，導體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉(zhuǎn)，最終在如圖所示前后方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電壓，其表達式為，其中k為常數(shù)，d為霍爾元件沿磁場方向的厚度。自行車速度計就是利用霍爾效應傳感器獲知自行車的運動速率的。在自行車前輪上安裝一塊磁鐵，車輪每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會輸出一個脈沖電壓。下列說法正確的是（）A．金屬導體中有正電荷向左定向移動B．霍爾電壓與運動電荷所受的洛倫茲力有關(guān)C．若自行車的車速越大，則霍爾電壓越高D．根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可求得車速大小【題型6位移傳感器】【例6】（多選）傳感器可將非電學量轉(zhuǎn)化為電學量，起自動控制作用，如計算機鼠標中有位移傳感器，電飯煲中有溫度傳感器，電視機、錄像機、影碟機、空調(diào)機中有光電傳感器……，演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的滑動觸頭滑動，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小，假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是（）A．物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C．物體M不動時，電路中沒有電流D．物體M向x正方向運動，電壓表示數(shù)增大【變式6-1】霍爾式位移傳感器的測量原理如圖所示，有一個沿z軸方向均勻變化的勻強磁場，磁感應強度B=B0+kz（B0、k均為常數(shù)，且k＞0）。將霍爾元件固定在物體上，保持通過霍爾元件的電流I不變（方向如圖所示），當物體沿z軸正方向平移時，由于位置不同，霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢差U也不同。則（）

A．磁感應強度B越大，霍爾元件的前、后表面的電勢差U越大B．k越大，傳感器靈敏度（）越高C．若圖中霍爾元件是電子導電，則下表面電勢高D．電流越大，霍爾元件的上、下表面的電勢差U越小【變式6-2】（多選）傳感器是智能社會的基礎(chǔ)元件。如圖為電容式位移傳感器的示意圖，觀測電容C的變化即可知道物體位移x的變化，表示該傳感器的靈敏度。電容器極板和電介質(zhì)板長度均為L，測量范圍為，下列說法正確的是（）A．電容器的電容變大，物體向方向運動B．電容器的電容變大，物體向方向運動C．電介質(zhì)的介電常數(shù)越大，傳感器靈敏度越高D．電容器的板間電壓越大，傳感器靈敏度越高【變式6-3】計算機鍵盤上的每一個按鍵下面都有一個電容傳感器．電容的計算公式是，其中常量＝9.0×10－12F·m－1，S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離．當某一鍵被按下時，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應的信號．已知兩金屬片的正對面積為50mm2，鍵未被按下時，兩金屬片間的距離為0.60mm.只要電容變化達0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應的信號．那么為使按鍵得到反應，至少需要按下多大距離？【題型7溫度傳感器】【例7】如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R－t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100Ω.當線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．(1)應該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃，可變電阻R′的阻值應調(diào)節(jié)為________Ω.【變式7-1】如圖是電飯鍋的結(jié)構(gòu)示意圖。電飯鍋中的感溫鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，能被磁體吸引，當溫度上升到約103℃（稱為感溫鐵氧體的“居里點”）時，就會失去鐵磁性，不能被磁體吸引，在電飯鍋工作過程中，下列說法錯誤的是（

）A．煮飯時手壓開關(guān)按鈕，永磁體與感溫鐵氧體相吸同時接通電路B．當鍋底水分剛好被大米全部吸收時，電飯鍋立即自動斷電C．當感溫鐵氧體的溫度達到“居里點”時，電飯鍋自動斷電D．若用電飯鍋燒水至沸騰時，感溫鐵氧體與永磁體仍吸在一起【變式7-2】利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應快，而且精確度高．(1)如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(填“大”或“小”)．(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤正中的溫度為20°C(如圖甲所示)，則25°C的刻度應在20°C的刻度的________(填“左”或“右”)側(cè)．(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請用圖乙中的器材(可增加元器件)設(shè)計一個電路．【變式7-3】（多選）如圖所示是自動調(diào)溫式電熨斗，下列說法調(diào)溫旋鈕絕緣支架正確的是（）A．常溫時上下觸點是斷開的B．雙金屬片溫度升高時，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲C．原來溫度控制在80℃斷開電源，現(xiàn)要求60℃斷開電源，應使調(diào)溫旋鈕下移一些D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應使調(diào)溫旋鈕下移一些【題型8電子秤】【例8】如圖甲所示是蔬菜采購商用來稱重的電子吊秤，其中實現(xiàn)稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)過相應的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(電壓或電流)的變化，從而完成將物體重量信號變換為電信號的過程。(1)簡述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個簡易“吊秤”。電路中電源電動勢E約為15V，內(nèi)阻約為2Ω；靈敏毫安表量程為10mA，內(nèi)阻約為5Ω；R是電阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B兩接線柱上，通過光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作。a．滑環(huán)下不吊重物時，調(diào)節(jié)電阻箱，當電流表為某一合適示數(shù)I時，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；b．滑環(huán)下吊上待測重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；c．調(diào)節(jié)電阻箱，使____________________，讀出此時電阻箱的讀數(shù)R2；d．算得圖乙直線的斜率k和截距b，則待測重物的重力G的表達式為G＝________(用以上測得的物理量表示)，測得θ＝53°(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)，R1、R2分別為1052Ω和1030Ω，結(jié)合乙圖信息，可得待測重物的重力G＝________N(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)針對小明的設(shè)計方案，為了提高測量重量的精度，你認為下列措施可行的是________。A．將毫安表換成量程不同，內(nèi)阻更小的毫安表B．將毫安表換成量程為10μA的微安表C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱D．適當增大A、B接線柱之間的距離【變式8-1】材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應”，利用這種效應可以測量壓力大小。若圖甲為某壓敏電阻在室溫下的電阻—壓力特性曲線，其中RF、R0分別表示有、無壓力時壓敏電阻的阻值。為了測量壓力F，需先測量壓敏電阻處于壓力中的電阻值RF。請按要求完成下列實驗。(1)設(shè)計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，在圖乙的虛線框中畫出實驗電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出，待測壓力大小約為0.4×102～0.8×102N，不考慮壓力對電路其他部分的影響)，要求誤差較小，提供的器材如下：A．壓敏電阻，無壓力時阻值R0＝6000ΩB．滑動變阻器R，全電阻阻值約200ΩC．電流表A，量程2.5mA，內(nèi)阻約30ΩD．電壓表V，量程3V，內(nèi)阻約3kΩE．直流電源E，電動勢3V，內(nèi)阻很小F．開關(guān)S，導線若干(2)正確接線后，將壓敏電阻置于待測壓力下，通過壓敏電阻的電流是1.33mA，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為______V。(3)此時壓敏電阻的阻值為________Ω；結(jié)合圖甲可知待測壓力的大小F＝________N。(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)【變式8-2】有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖中的虛線所示．它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO、壓力傳感器R(一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表(其實質(zhì)是電流表)．其中AO∶BO＝5∶1.已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關(guān)系如下表所示：壓力F/N050100150200250300…電阻R/Ω300270240210180150120…設(shè)踏板的杠桿組件的質(zhì)量不計，接通電源后，壓力傳感器兩端電壓恒為4.68V，則：(1)利用表中數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式；(2)該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表刻度盤多少毫安處？(3)如果某人站在踏板上，電流表刻度盤示數(shù)為20mA，這個人的體重是多少？(取g＝10N/kg)【變式8-3】某同學在研究性學習活動中自制電子秤，原理示意圖如圖所示。用理想電壓表的示數(shù)指示物體的質(zhì)量，托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質(zhì)量均不計，滑動變阻器的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在變阻器的最上端，此時電壓表示數(shù)為0；當電壓示數(shù)為時，電子稱量物體質(zhì)量為m，設(shè)變阻器總電阻R，電源電動勢為E，電源內(nèi)阻r可忽略不計，限流電阻阻值為R0，且R=R0，不計一切摩擦和其他阻力（）A．當電壓示數(shù)為時電子秤稱量物體質(zhì)量為2mB．當電壓示數(shù)為時電子秤測量物體質(zhì)量為3mC．該電子秤可稱量物體的最大質(zhì)量為4mD．該電子秤電壓表各刻度對應的質(zhì)量是均勻的

參考答案【題型1光敏電阻的應用】【例1】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)，光控開關(guān)可用光敏電阻控制，如圖甲所示是某光敏電阻阻值隨光的照度變化曲線，照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為：勒克斯(lx)。(1)如圖乙所示，電源電動勢為3V，內(nèi)阻不計，當控制開關(guān)兩端電壓上升至2V時控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)。要求當天色漸暗照度降至1.0(lx)時控制開關(guān)接通照明系統(tǒng)，則R1＝________kΩ。(2)某同學為了測量光敏電阻在不同照度下的阻值，設(shè)計了如圖丙所示的電路進行測量，電源(E＝3V，內(nèi)阻未知)，電阻箱(0～99999Ω)。實驗時將電阻箱阻值置于最大，閉合S1，將S2與1相連，減小電阻箱阻值，使靈敏電流計的示數(shù)為I，圖丁為實驗時電阻箱的阻值，其讀數(shù)為________kΩ；然后將S2與2相連，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值如圖戊所示，此時電流表的示數(shù)恰好為I，則光敏電阻的阻值為________kΩ(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)電阻R1和R0串聯(lián)，有eq\f(U1,R1)＝eq\f(U0,R0)，U0＝2V，當照度1.0(lx)時，電阻R0＝20kΩ，則R1＝10kΩ。(2)題圖丁的電阻為R2＝62.5kΩ，題圖戊的電阻R2′＝22.5kΩ，本題采用等效法測電阻，前后兩次電路中的電流相等，則電路中的電阻相等，則有R2＝R0′＋R2′，所以R0′＝40kΩ。答案：(1)10(2)62.540.0【變式1-1】某同學為定性探究光敏電阻阻值隨光照強度變化的關(guān)系，設(shè)計了如圖(a)所示的電路。所用器材有：置于暗箱(圖中虛線區(qū)域)中的光敏電阻RG、小燈泡和刻度尺；阻值為R的定值電阻；理想電壓表；電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源；開關(guān)S；導線若干。實驗時，先按圖(a)連接好電路，然后改變暗箱中光源到光敏電阻的距離d，記錄電壓表的示數(shù)U，獲得多組數(shù)據(jù)如下表。d/cm8.5010.0012.0013.5015.0017.0018.5020.0022.0023.5025.00U/mV271.0220.0180.0156.7144.9114.094.889.578.672.565.0回答下列問題：(1)光敏電阻阻值RG與電壓表示數(shù)U的關(guān)系式為RG＝________(用E、r、R、U表示)；(2)在圖(b)的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給的第二組數(shù)據(jù)點，并作出U－d的非線性曲線：(3)依據(jù)實驗結(jié)果可推斷：光敏電阻的阻值隨著光照強度的減小而________(填“增大”或“減小”)；(4)該同學注意到智能手機有自動調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能，光照強度大時屏幕變亮，反之變暗。他設(shè)想利用光敏電阻的特性，實現(xiàn)“有光照射光敏電阻時，小燈泡變亮；反之變暗”的功能，設(shè)計了如圖(c)所示電路，則電路中________(填“R1”或“R2”)為光敏電阻，另一個為定值電阻。答案(1)eq\f(E,U)R－R－r(2)見解析圖(3)增大(4)R2解析由閉合電路歐姆定律得E＝eq\f(U,R)(R＋r＋RG)，得RG＝eq\f(E,U)R－R－r。(2)作出第二組數(shù)據(jù)點，用平滑的曲線連起來。(3)由題知，當d增大，光照強度減小，U減小，由RG＝eq\f(E,U)R－R－r可得RG增大。(4)若R1為光敏電阻，因為光照強度變大，R1電阻減小，由“串反并同”可知燈泡變暗；若R2為光敏電阻，光照強度變大，R2電阻減小，通過燈泡的電流增大，燈泡變亮，故R2為光敏電阻。【變式1-2】一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10kΩ，當供電電壓等于24V時能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧?，F(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置，要求它在有光照時能產(chǎn)生臭氧，在黑暗時不產(chǎn)生臭氧，擬用一個光敏電阻R1對它進行控制，R1的阻值在有光照時為100Ω，黑暗時為1000Ω，允許通過的最大電流為3mA；電源E的電動勢為36V，內(nèi)阻不計；另有一個滑動變阻器R2，阻值為0～100Ω，允許通過的最大電流為0.4A；還有一個開關(guān)S和導線若干。臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如圖所示。設(shè)計一個滿足上述要求的電路圖，圖中各元件要標上字母代號，其中滑動變阻器兩固定接線柱端分別標上字母A、B(電路圖畫在虛線框內(nèi))。答案如圖所示解析因滑動變阻器最大阻值100Ω遠小于臭氧發(fā)生器P的電阻10kΩ，應該采用滑動變阻器的分壓式接法，有光照時P能正常工作，無光照時P不工作?！咀兪?-3】電控調(diào)光玻璃能根據(jù)光照強度自動調(diào)節(jié)玻璃的透明度，將光敏電阻Rx和定值電阻R0接在9V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關(guān)系如表所示：光強I/cd12345電阻值/Ω18963.6[“光強”是表示光強弱程度的物理量，符號為I，單位為坎德拉(cd)](1)當光照強度為4坎德拉(cd)時光敏電阻Rx的大小為__________Ω。(2)其原理是光照增強，光敏電阻Rx阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降，反之則玻璃透明度上升。若電源電壓不變，R0是定值電阻，則下列電路圖中符合要求的是__________(填序號)。(3)現(xiàn)已知定值電阻R0為12Ω，用電壓表測得光敏電阻兩端的電壓為3V，則此時光照強度為__________。答案(1)4.5(2)C(3)3cd解析(1)由表格中數(shù)據(jù)可知，光強和電阻值的乘積為18cd·Ω，則光強為4cd時，電阻值為4.5Ω。(2)由題意知，玻璃的透明程度影響光強，光強變化導致電阻值變化，玻璃兩端電壓隨之變化，分析可知C圖符合要求。(3)電源電動勢為9V，當光敏電阻兩端電壓為3V時，定值電阻R0兩端電壓為6V，由歐姆定律得，I＝eq\f(U,R0)＝eq\f(6,12)A＝0.5A，光敏電阻阻值為Rx＝eq\f(Ux,Rx)＝eq\f(3,0.5)Ω＝6Ω，對應的光強為3cd?！绢}型2金屬熱電阻】【例2】用如圖a所示的電路測量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系。(1)開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應移至________(選填“A”或“B”)端。(2)實驗測得不同溫度下的阻值，并繪得如圖b的Rt-t關(guān)系圖線，根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt-t關(guān)系式：Rt＝______(Ω)。(3)鉑的電阻對溫度變化很靈敏，可以制成電阻溫度計。請利用開關(guān)、導線、鉑熱敏電阻、圖a中某一電表和圖c所示的恒流源(調(diào)節(jié)旋鈕時可以選擇不同的輸出電流，且輸出電流不隨外部條件的變化而變化)，設(shè)計一個簡易電阻溫度計并在圖d的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖。(4)結(jié)合圖b的關(guān)系圖線，選擇恒流源的輸出電流為0.15A，當選用的電表達到滿偏時，電阻溫度計所測溫度為________℃。如果要提高該溫度計所能測量的最高溫度值，請?zhí)岢鲆环N可行的方法：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)開關(guān)閉合前，為了保護電路，滑動變阻器的滑片應位于阻值最大處，故滑片應移至B端。(2)由圖像可知，鉑絲電阻Rt的阻值與溫度的關(guān)系式：Rt＝50＋t(Ω)。(3)直流恒流電源正常工作時，其輸出電流不隨外部條件的變化而變化，并且可讀出其大小，電壓表并聯(lián)在鉑絲電阻Rt的兩端，如圖所示。(4)恒流源的輸出電流為0.15A，所以當電壓表示數(shù)最大時，即Rt兩端的電壓U＝15V時，鉑絲電阻Rt的阻值最大，由b圖中所畫的Rt-t圖像可知，此時溫度計所能測量的溫度最高；由I＝eq\f(U,R)得鉑絲電阻Rt的阻值為：Rt′＝eq\f(15,0.15)Ω＝100Ω，則溫度計所能測量的最高溫度為：t＝Rt－50＝50℃。如圖所示要提高該溫度計所能測量的最高溫度值，應使鉑絲電阻Rt的阻值增大，電壓表的最大量程已確定，由歐姆定律U＝IR知，可以將恒流源的輸出電流調(diào)小。答案：(1)B(2)50＋t(3)見解析圖(4)50將恒流源的輸出電流調(diào)小【變式2-1】如圖甲表示某電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系，圖中R0表示0℃時的電阻，K表示圖線的斜率。若用該電阻與電池(E，r)、電流表Rg、變阻器R′串連起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，于是就得到了一個簡單的“電阻測溫計”。(1)實際使用時要把電流表的刻度值改為相應的溫度刻度值，若溫度t1＜t2，則t1的刻度應在t2的________側(cè)(填“左”或“右”)。(2)在標識“電阻測溫計”的溫度刻度時，需要弄清所測溫度和電流的對應關(guān)系。請用E、R0、K等物理量表示所測溫度t與電流I的關(guān)系式：t＝_____________________________。(3)由(2)知，計算溫度和電流的對應關(guān)系，需要測量電流表的內(nèi)阻(約為200Ω)。已知實驗室有下列器材：A.電阻箱(0～99.99Ω)；B.電阻箱(0～999.9Ω)；C.滑動變阻器(0～20Ω)；D.滑動變阻器(0～20kΩ)。此外，還有電動勢合適的電源、開關(guān)、導線等。請在方框內(nèi)設(shè)計一個用“半偏法”測電流表內(nèi)阻Rg的電路；在這個實驗電路中，電阻箱應選________；滑動變阻器應選________。(只填代碼)解析：(1)由題圖甲可知，金屬溫度升高電阻增大，電流計電流減小，可知t1刻度應在t2的右側(cè)。(2)由閉合電路歐姆定律知E＝I(R＋R′＋Rg＋r)由甲圖知：R＝R0＋Kt解得：t＝eq\f(E,KI)－eq\f(1,K)(Rg＋r＋R′＋R0)。(3)采用半偏法測電阻時，電阻箱的最大阻值應該大于電流表的內(nèi)阻，同時滑動變阻器應該選擇阻值較大的，故電阻箱選擇B，滑動變阻器選擇D。電路圖如圖所示。答案：(1)右(2)t＝eq\f(E,KI)－eq\f(1,K)(Rg＋r＋R′＋R0)(3)電路圖見解析BD【變式2-2】某實驗小組探究一種熱敏電阻的溫度特性．現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計、開關(guān)和導線等．(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請你在實物圖上連線．(2)實驗的主要步驟：①正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；②在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)，________，________，斷開開關(guān)；③重復第②步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)．(3)實驗小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得下圖所示的R－t關(guān)系圖線，請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R－t關(guān)系式：R＝________＋________t(Ω)．答案(1)如圖所示(2)②讀取溫度計示數(shù)讀取電壓表示數(shù)(3)1000.4解析(3)由R－t圖線可知，當t1＝10℃時，R1＝104Ω，當t2＝60℃時，R2＝124Ω，R－t圖線的斜率為eq\f(R2－R1,t2－t1)＝0.4Ω/℃；將圖線延長，圖線過原點，說明t＝0℃時的電阻為100Ω，故R－t關(guān)系式為R＝100＋0.4t(Ω)．【變式2-3】溫度傳感器廣泛應用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的．如圖甲所示，電源的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計；G為靈敏電流計，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)S，當R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)I1＝2mA；電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時，熱敏電阻的溫度是________℃.答案120解析E＝I(R＋Rg)代入I1＝2mA得Rg＝0.5kΩ代入I2＝3.6mA得R＝2kΩ讀圖可得溫度為120℃.【題型3熱敏電阻的應用】【例3】由半導體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)?；跓崦綦娮鑼囟让舾性碇谱饕粋€火災報警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時，系統(tǒng)開始自動報警。所用器材有：直流電源E(36V，內(nèi)阻不計)；電流表(量程250mA，內(nèi)阻約0.1Ω)；電壓表(量程50V，內(nèi)阻約1MΩ)；熱敏電阻RT；報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過10mA時就會報警，超過30mA時就會損傷)；滑動變阻器R1(最大阻值4000Ω)；電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)；單刀單擲開關(guān)S1；單刀雙擲開關(guān)S2；導線若干。(1)用圖(a)所示電路測量熱敏電阻R1的阻值，當溫度為27℃時，電壓表讀數(shù)為30.0V，電流表讀數(shù)為15.0mA；當溫度為50℃時，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0V，電流表指針位置如圖(b)所示。溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為______Ω，從實驗原理上看，該方法測得的阻值比真實值略微________(填“偏大”或“偏小”)。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈嶒灁?shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為________(填“正”或“負”)溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)某同學搭建一套基于該熱敏電阻的火災報警系統(tǒng)，實物圖連線如圖(c)所示，其中有一個器件的導線連接有誤，該器件為__________________(填器件名稱)。正確連接后，先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為________Ω，滑動變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時滑動變阻器R1連入電路的阻值為________Ω。調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換。解析：(1)由圖(b)可知，電流表的示數(shù)為50mA，則此時熱敏電阻的阻值為RT＝eq\f(U1,I1)＝600Ω，該方法所測電流值為真實電流值，所測電壓值為熱敏電阻和電流表兩端的總電壓，故根據(jù)R＝eq\f(U,I)，可知此時所測電阻值偏大；在相同電壓下，溫度越高，通過電流越大，說明熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而降低，故RT為負溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)滑動變阻器R1的導線連接有誤，兩根導線都連接在上端，無法起到改變接入電阻阻值的作用，應一上一下連接；先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值應設(shè)置為50℃時RT的電阻值，即600Ω；此時要求剛好在50℃時自動報警，則通過電路的電流為10mA，報警器和電流表的電阻很小，可忽略不計，可得此時滑動變阻器的阻值為R1＝eq\f(U,I)－RT＝3000Ω。答案：(1)600偏大負(2)滑動變阻器R16003000【變式3-1】現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個，導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。已知U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為650.0Ω。(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為________Ω；滑動變阻器的滑片應置于____(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是____________________________________________________________________________________。②將開關(guān)向______(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________。(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。解析：(1)電路圖連接如圖所示。(2)報警器開始報警時，對整個回路有U＝Ic(R滑＋R熱)，代入數(shù)據(jù)可得R滑≈1150.0Ω，因此滑動變阻器應選擇R2。(3)①在調(diào)節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為650.0Ω。滑動變阻器在電路中為限流接法，滑片應置于b端附近，若置于另一端a時，閉合開關(guān)，則電路中的電流I＝eq\f(18,650.0)A≈27.7mA，超過報警器最大電流20mA，報警器可能損壞。②開關(guān)應先向c端閉合，移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警為止。答案：(1)見解析圖(2)R2(3)①650.0b接通電源后，流過報警器的電流會超過20mA，報警器可能損壞②c報警器開始報警【變式3-2】已知一熱敏電阻當溫度從10℃升至60℃時阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為理想電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω)。(1)在虛線框中所給的器材符號之間畫出連線，組成測量電路圖。(2)實驗時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計算出相應的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時熱敏電阻的阻值為________kΩ(保留2位有效數(shù)字)。實驗中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖(a)所示。(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測得達到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ。由圖(a)求得，此時室溫為________℃(保留3位有效數(shù)字)。(4)利用實驗中的熱敏電阻可以制作溫控報警器，其電路的一部分如圖(b)所示。圖中，E為直流電源(電動勢為10V，內(nèi)阻可忽略)；當圖中的輸出電壓達到或超過6.0V時，便觸發(fā)報警器(圖中未畫出)報警。若要求開始報警時環(huán)境溫度為50℃，則圖中________(填“R1”或“R2”)應使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應為________kΩ(保留2位有效數(shù)字)。答案(1)如解析圖所示(2)1.8(3)25.5(4)R11.2解析(1)由于滑動變阻器的最大阻值比待測電阻的阻值小得多，因此滑動變阻器應用分壓式接法，由于電壓表可視為理想電表，則電流表應用外接法，電路圖如圖所示。(2)由歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.5,3.0×10－3)Ω＝1.8×103Ω＝1.8kΩ。(3)由題圖(a)可直接讀出熱敏電阻的阻值為2.2kΩ時，室溫為25.5℃。(4)由題意可知隨溫度的升高R2兩端的輸出電壓應增大，又由串聯(lián)電路的特點可知，R1的阻值應減小或R2的阻值應增大，而熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，因此R1應為熱敏電阻；當環(huán)境溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為0.8kΩ，則由串聯(lián)電路的特點有eq\f(E,R1＋R2)＝eq\f(U2,R2)，解得R2＝1.2kΩ?！咀兪?-3】由半導體材料制成的熱敏電阻阻值是溫度的函數(shù)?；跓崦綦娮鑼囟让舾性碇谱饕粋€火災報警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時，系統(tǒng)開始自動報警。所用器材有：直流電源E(36V，內(nèi)阻不計)；電流表(量程250mA，內(nèi)阻約0.1Ω)；電壓表(量程50V，內(nèi)阻約1MΩ)；熱敏電阻RT；報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過10mA時就會報警，超過30mA時就會損傷)；滑動變阻器R1(最大阻值4000Ω)；電阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)；單刀單擲開關(guān)S1；單刀雙擲開關(guān)S2；導線若干。(1)用圖a所示電路測量熱敏電阻RT的阻值。當溫度為27℃時，電壓表讀數(shù)為30.0V，電流表讀數(shù)為15.0mA；當溫度為50℃時，調(diào)節(jié)R1，使電壓表讀數(shù)仍為30.0V，電流表指針位置如圖b所示。溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為________Ω。從實驗原理上看，該方法測得的阻值比真實值略微________(填“偏大”或“偏小”)。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈嶒灁?shù)據(jù)可知，該熱敏電阻RT為________(填“正”或“負”)溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)某同學搭建一套基于該熱敏電阻的火災報警系統(tǒng)，實物圖連線如圖c所示，其中有一個器件的導線連接有誤，該器件為________(填器件名稱)。正確連接后，先使用電阻箱R2進行調(diào)試，其阻值設(shè)置為________Ω，滑動變阻器R1阻值從最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時滑動變阻器R1連入電路的阻值為________Ω。調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)S2的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻RT接入電路，可方便實現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換。c答案(1)600偏大負(2)R16003000解析(1)溫度為50℃時，由圖b可知，電流表示數(shù)為50mA，根據(jù)歐姆定律可得，熱敏電阻的阻值RT＝eq\f(U,I)＝eq\f(30.0,50×10－3)Ω＝600Ω；由于電流表內(nèi)接，導致測量值比真實值略微偏大；根據(jù)歐姆定律可知，在溫度為27℃時，熱敏電阻的阻值為2000Ω，說明該熱敏電阻為負溫度系數(shù)熱敏電阻。(2)由圖c可知，滑動變阻器R1接入電路用了上邊兩個接線柱，無法起到變阻器的作用；為了保證在50℃時報警器剛好能夠報警，設(shè)置電阻箱R3的阻值為600Ω；報警時的總電阻為R總＝eq\f(E,I′)＝eq\f(36,10×10－3)Ω＝3600Ω，此時滑動變阻器連入電路的阻值為R1＝3600Ω－600Ω＝3000Ω?！绢}型4聯(lián)系實際】【例4】電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，電壓隨壓力變化而變化，壓力越大電壓越大，壓力不變，電壓一定。壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮時，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應線，回路中會產(chǎn)生兩個脈沖電流，如圖乙所示，即視為“闖紅燈”，電子眼自動拍照記錄。則紅燈亮時（）A．車輪停在感應線上時電阻R上有恒定電流B．車輪經(jīng)過感應線的過程中，電容器先放電后充電C．車輪經(jīng)過感應線的過程中，電阻R上的電流一直增大D．汽車前輪剛越過感應線，又倒回到線內(nèi)，會被電子眼拍照答案：D解析：汽車停在感應線上時，汽車對壓電薄膜的壓力不變，電壓恒定，電路中沒有電流，A錯誤；車輪經(jīng)過感應線時，電容器先充電后放電，電流不會一直增大，BC錯誤；汽車前輪兩次經(jīng)過感應線，產(chǎn)生兩個脈沖電流，所以會被電子眼拍照，D正確。故選D?！咀兪?-1】（多選）如圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。為壓力傳感器。為可調(diào)電阻，兩端電壓越大，電磁鐵對分棟開關(guān)的銜鐵吸引越強（）A．壓力越大越大B．壓力越大越小C．調(diào)節(jié)的大小可以起到保護電路的作用D．調(diào)節(jié)的大小可以改變蘋果篩選的標準【答案】BD【解析】壓力越大，若越小，則總電阻越小，總電流越大，故兩端電壓越大，則電磁鐵對分棟開關(guān)的銜鐵吸引越強，所以大蘋果從下面的軌道通過，小蘋果從上面軌道通過，可以起到自動分揀大小蘋果的效果，反之則不能，故A錯誤，B正確；通過調(diào)節(jié)的大小，可以改變的兩端的電壓，則可以改變電磁鐵對分棟開關(guān)的銜鐵吸引力的強弱，從而改變蘋果篩選的標準，故C錯誤，D正確。【變式4-2】圖示是利用LDR（光敏電阻，其阻值隨光照強度的增加而減小）傳感器和燈泡（始終正常發(fā)光）制成的一種簡易水污染指示器（未將閉合電路全部畫出），把手上的顯示器顯示的數(shù)據(jù)大表示流過LDR的電流較小，可以用來監(jiān)測河水的污染情況，下列說法中正確的是（）A．河水嚴重污染時，顯示器數(shù)據(jù)大B．河水嚴重污染時，顯示器數(shù)據(jù)小C．無論污染程度如何，光敏電阻的阻值都恒定D．該儀器不會受到白天光照的影響【答案】A【解析】河水嚴重污染時，透過污水照到LDR的光線較少，則LDR的電阻較大，電流較小，則顯示器數(shù)據(jù)較大，故A正確，BC錯誤；因為顯示器的示數(shù)與光照有關(guān)，所以會受到白天光照的影響，故D錯誤。【變式4-3】筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊長為a，寬為b，厚度為d的矩形霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，元件中通有大小為I、方向向右的電流，電子定向移動速度大小為v，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上下表面向上、大小為B的勻強磁場中，則前后表面間會產(chǎn)生霍爾電壓U，以此控制屏幕的熄滅。則（）A．前表面的電勢比后表面的高B．霍爾電壓U與v無關(guān)C．霍爾電壓D．電子所受洛倫茲力的大小為答案：C【題型5霍爾元件】【例5】霍爾元件是一種磁傳感器，是實際生活中的重要元件之一．如圖所示為長度一定的霍爾元件，在該元件中通有方向從E到F的恒定電流I，在空間加一豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B，霍爾元件中的載流子為負電荷．則下列說法正確的是()A．該元件能把電學量轉(zhuǎn)化為磁學量B．左表面的電勢高于右表面C．如果用該元件測赤道處的磁場，應保持元件上表面呈水平狀態(tài)D．如果霍爾元件中的電流大小不變，則左、右表面的電勢差與磁場的磁感應強度成正比答案：D解析：霍爾元件是把磁學量轉(zhuǎn)換為電學量，A錯誤；由于霍爾元件中的載流子為負電荷，則負電荷的運動方向由F到E，由左手定則可知負電荷向左表面偏轉(zhuǎn)，則右表面的電勢高，B錯誤；如果用該元件測赤道處的磁場，由于地磁場與水平面平行，因此如果霍爾元件的上表面保持水平，則無電壓產(chǎn)生，C錯誤；根據(jù)qvB＝qeq\f(U,d)得，U＝Bdv，又I＝nqSv，聯(lián)立解得U＝eq\f(IBd,nqS)，可知保持電流不變，則左、右表面的電勢差與磁感應強度成正比，D正確．【變式5-1】磁傳感器是將磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膬x器.如圖所示，將探頭放在磁場中，可以很方便的測量磁場的強弱和方向.探頭可能是（

）A．感應線圈 B．熱敏電阻 C．霍爾元件 D．干簧管【答案】C【解析】將探頭放在磁場中，可以很方便的測量磁場的強弱和方向，將磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，所以探頭可能是霍爾元件。【變式5-2】（多選）如圖所示，載流子為電子的霍爾元件樣品置于磁場中，表面與磁場方向垂直，圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個接線端。當開關(guān)S1、S2閉合后，三個電表都有明顯示數(shù)，下列說法正確的是（）A．通過霍爾元件的磁場方向向下 B．接線端2的電勢低于接線端4的電勢C．同時將電源E1、E2反向，電壓表的示數(shù)將不變 D．若減小R1、增大R2，則電壓表示數(shù)一定增大【答案】ABC【解析】由安培定則可判斷出左側(cè)線圈產(chǎn)生的磁場方向向上，經(jīng)鐵芯后在霍爾元件處的磁場方向向下，A正確；通過霍爾元件的磁場方向向下，由左手定則可知，霍爾元件中載流子受到的磁場力向右，載流子偏向接線端2，載流子為電子，則接線端2的電勢低于接線端4的電勢，B正確；僅將電源E1、E2反向接入電路，磁場反向，電流反向，霍爾元件中載流子受到的磁場力不變，電壓表的示數(shù)不變，C正確；若減小R1，電流產(chǎn)生的磁場增強，通過霍爾元件的磁場增強，增大R2，流過霍爾元件的電流減弱，霍爾元件產(chǎn)生的電壓可能減小，電壓表示數(shù)可能減小，D錯誤。【變式5-3】（多選）所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體時，產(chǎn)生橫向電勢差的物理現(xiàn)象。如圖所示為霍爾元件的工作原理圖，在磁場作用下，導體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉(zhuǎn)，最終在如圖所示前后方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電壓，其表達式為，其中k為常數(shù)，d為霍爾元件沿磁場方向的厚度。自行車速度計就是利用霍爾效應傳感器獲知自行車的運動速率的。在自行車前輪上安裝一塊磁鐵，車輪每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會輸出一個脈沖電壓。下列說法正確的是（）A．金屬導體中有正電荷向左定向移動B．霍爾電壓與運動電荷所受的洛倫茲力有關(guān)C．若自行車的車速越大，則霍爾電壓越高D．根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可求得車速大小【答案】BD【解析】金屬導體中的載流子為自由電子，帶負電，定向移動方向與電流方向相反，正電荷不做定向運動，故A錯誤；霍爾效應是指將載流導體放在勻強磁場中，當磁場方向與電流方向垂直時，運動電荷在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而導致在與磁場、電流垂直的方向上形成電勢差，所以霍爾電壓與運動電荷在磁場中所受的洛倫茲力有關(guān)，故B正確；由電流的微觀計算式（n是單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)，e是單個自由電子所帶的電荷量，S是導體垂直于電流方向的橫截面積，v是自由電子定向移動的速度），可得此表達式說明霍爾電壓與車速無關(guān)，且k為與材料有關(guān)的常數(shù)，故C錯誤；根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，可求得車輪轉(zhuǎn)動周期，從而求得車輪的角速度，最后由線速度公式，結(jié)合車輪半徑，即可求得車速大小，故D正確。故選BD?！绢}型6位移傳感器】【例6】（多選）傳感器可將非電學量轉(zhuǎn)化為電學量，起自動控制作用，如計算機鼠標中有位移傳感器，電飯煲中有溫度傳感器，電視機、錄像機、影碟機、空調(diào)機中有光電傳感器……，演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的滑動觸頭滑動，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小，假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是（）A．物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C．物體M不動時，電路中沒有電流D．物體M向x正方向運動，電壓表示數(shù)增大答案：BD解析：回路中的電流等于電動勢除以整個回路的阻值，不會隨著M的運動而變化，A錯誤，C錯誤；物體M運動時，電壓表所測量的阻值發(fā)生變化，則電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化。當物體M向x正方向運動，電壓表所測量的阻值變大，電壓表示數(shù)增大。B正確，D正確。故選BD?！咀兪?-1】霍爾式位移傳感器的測量原理如圖所示，有一個沿z軸方向均勻變化的勻強磁場，磁感應強度B=B0+kz（B0、k均為常數(shù)，且k＞0）。將霍爾元件固定在物體上，保持通過霍爾元件的電流I不變（方向如圖所示），當物體沿z軸正方向平移時，由于位置不同，霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢差U也不同。則（）

A．磁感應強度B越大，霍爾元件的前、后表面的電勢差U越大B．k越大，傳感器靈敏度（）越高C．若圖中霍爾元件是電子導電，則下表面電勢高D．電流越大，霍爾元件的上、下表面的電勢差U越小答案：B解析：根據(jù)左手定則可知，電荷將在洛倫茲力的作用下向上下偏轉(zhuǎn)，因此上下表面之間存在電勢差，前、后表面不存在電勢差，A錯誤；設(shè)霍爾元件長、寬、高分別為a、b、c，達到平衡時又整理的①可知電流越大，霍爾元件的上、下表面的電勢差U越大有①式可得從而因此k越大，傳感器靈敏度（）越高，B正確，D錯誤；由于電子運動的方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則可知，電子向下偏轉(zhuǎn)，上表面電勢高，C錯誤。故選B?！咀兪?-2】（多選）傳感器是智能社會的基礎(chǔ)元件。如圖為電容式位移傳感器的示意圖，觀測電容C的變化即可知道物體位移x的變化，表示該傳感器的靈敏度。電容器極板和電介質(zhì)板長度均為L，測量范圍為，下列說法正確的是（）A．電容器的電容變大，物體向方向運動B．電容器的電容變大，物體向方向運動C．電介質(zhì)的介電常數(shù)越大，傳感器靈敏度越高D．電容器的板間電壓越大，傳感器靈敏度越高答案：AC解析：根據(jù)電容決定式可知，電容器的電容變大，說明電容器極板間的電介質(zhì)板長度增加，則物體沿方向運動，故A正確，B錯誤；電介質(zhì)的介電常數(shù)，越大，電介質(zhì)板移動相同的位移，電容的變化量越大，傳感器靈敏度越高，故C正確；電容器的板間電壓變化，電容不發(fā)生變化，則傳感器靈敏度不變，故D錯誤。故選AC?！咀兪?-3】計算機鍵盤上的每一個按鍵下面都有一個電容傳感器．電容的計算公式是，其中常量＝9.0×10－12F·m－1，S表示兩金屬片的正對面積，d表示兩金屬片間的距離．當某一鍵被按下時，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應的信號．已知兩金屬片的正對面積為50mm2，鍵未被按下時，兩金屬片間的距離為0.60mm.只要電容變化達0.25pF，電子線路就能發(fā)出相應的信號．那么為使按鍵得到反應，至少需要按下多大距離？答案：0.15mm【解析】由題中給出的電容計算公式C＝ε及相關(guān)數(shù)據(jù)，解得鍵未按下時的電容C1＝0.75pF，由＝得，＝，又C2＝1.00pF，解得Δd＝0.15mm.【題型7溫度傳感器】【例7】如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R－t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100Ω.當線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．(1)應該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃，可變電阻R′的阻值應調(diào)節(jié)為________Ω.答案(1)A、B端(2)260解析恒溫箱內(nèi)的加熱器應接在A、B端．當線圈中的電流較小時，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高．隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低．隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當線圈的電流小于20mA時，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度．要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50°C，即50°C時線圈內(nèi)的電流為20mA.由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,r＋R＋R′)，r為繼電器的電阻．由題圖甲可知，50°C時熱敏電阻的阻值為90Ω，所以R′＝eq\f(E,I)－(r＋R)＝260Ω.【變式7-1】如圖是電飯鍋的結(jié)構(gòu)示意圖。電飯鍋中的感溫鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，能被磁體吸引，當溫度上升到約103℃（稱為感溫鐵氧體的“居里點”）時，就會失去鐵磁性，不能被磁體吸引，在電飯鍋工作過程中，下列說法錯誤的是（

）A．煮飯時手壓開關(guān)按鈕，永磁體與感溫鐵氧體相吸同時接通電路B．當鍋底水分剛好被大米全部吸收時，電飯鍋立即自動斷電C．當感溫鐵氧體的溫度達到“居里點”時，電飯鍋自動斷電D．若用電飯鍋燒水至沸騰時，感溫鐵氧體與永磁體仍吸在一起【答案】B【解析】由電路圖可看出煮飯時手壓開關(guān)按鈕，永磁體與感溫鐵氧體相吸，觸電相連接，同時接通電路，A正確，不符合題意；在1標準大氣壓下水的沸點是100°C，即水在沸騰后溫度為100°C，則當鍋底水分剛好被大米全部吸收時溫度還是100°C，沒有達到感溫鐵氧體的“居里點”，感溫鐵氧體不會失去鐵磁性，則感溫鐵氧體與永磁體仍吸在一起，電飯鍋不會立即自動斷電，B錯誤，符合題意；當感溫鐵氧體的溫度達到“居里點”時，感溫鐵氧體失去鐵磁性，則彈簧將感溫鐵氧體與永磁體彈開，電飯鍋立即自動斷電，C正確，不符合題意；在1標準大氣壓下水的沸點是100°C，即水在沸騰后溫度為100°C，此時繼續(xù)吸熱，溫度不會升高，沒有達到感溫鐵氧體的“居里點”，感溫鐵氧體不會失去鐵磁性，則感溫鐵氧體與永磁體仍吸在一起，D正確，不符合題意。【變式7-2】利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應快，而且精確度高．(1)如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(填“大”或“小”)．(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤正中的溫度為20°C(如圖甲所示)，則25°C的刻度應在20°C的刻度的________(填“左”或“右”)側(cè)．(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請用圖乙中的器材(可增加元器件)設(shè)計一個電路．答案(1)小(2)右(3)見解析圖解析(1)因為負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大，故電路中電流會減小．(2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25°C的刻度應對應較大電流，故在20°C的刻度的右側(cè)．(3)電路如圖所示．【變式7-3】（多選）如圖所示是自動調(diào)溫