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5.3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置（原卷版）

專題5.3利用傳感器制作簡單的自動控制裝置【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1光控電路】 【題型2溫控電路】 【題型3溫度報警電路】 【題型4拉力傳感器應用】 【題型5壓力傳感器應用】 【題型6其他報警電路】 【題型7聯(lián)系實際】 【題型8繼電器電路】 【題型1光控電路】【例1】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)。光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)。某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018(1)根據表中數據，請在如圖甲所示的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點。(2)如圖乙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)。請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖。(不考慮控制開關對所設計電路的影響)提供的器材：光敏電阻RP(符號，阻值見上表)；直流電源E(電動勢3V，內阻不計)；定值電阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限選其中之一并在圖中標出)；開關S及導線若干?！咀兪?-1】某光敏電阻RT沒有受到光照射（或光較暗）時，阻值較大，有光照射時，阻值較小?，F利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設計了自動控制電路，如圖所示。下列說法正確的是（）A．該控制電路利用了電磁感應的原理B．白天流過R3的電流小于晚上流過R3的電流C．該電路能實現燈泡白天亮，晚上不亮的功能D．若將低壓電源正負極調換，則該控制電路無法完成自動控制功能【變式1-2】光敏二極管在各種自動化裝置中有很多應用，街道的路燈自動控制開關就是其應用之一，圖中所示為其模擬電路，其中A為光敏二極管，B為電磁繼電器，C為照明電路，D為路燈，下列說法正確的是（）A．路燈自動控制電路中的光敏二極管的阻值隨光照增強而增大B．當沒有光照時（夜晚），光敏二極管所在回路中的電流很小C．根據“日出路燈肯定熄”的常識，分析可知白天電磁鐵與銜鐵不吸引D．如果換上靈敏度更高的光敏二極管，則相同的光照強度下，電磁鐵的磁性更弱【變式1-3】圖（a）是流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖，其中S為光源，為定值電阻，為光敏電阻（無光照射時阻值大，有光照射時阻值小），電源電壓恒為。產品隨傳送帶勻速運動，當產品通過S與之間時，射向的光束會被擋住。合上電鍵K，兩端的電壓隨時間變化的關系如圖（b）所示。則每分鐘通過計數裝置的產品個數為_________個，有光照射和無光照射時的功率之比為_________?！绢}型2溫控電路】【例2】某溫控電路的原理如圖所示，RM是負溫度系數的熱敏電阻，R是滑動變阻器，某種儀器要求在15～27℃的環(huán)境中工作．當環(huán)境溫度偏高或偏低時，控制器會自動啟動降溫或升溫設備．下列說法正確的是()A．環(huán)境溫度降低，RM的阻值減小B．環(huán)境溫度升高，Uab變大C．滑片P向下移動時，Uab變大D．調節(jié)滑片P的位置能改變降溫和升溫設備啟動時的臨界溫度【變式2-1】（多選）如圖所示是一種自動控制水溫的裝置，P、Q是加熱電路的兩個觸頭，M、N是熱敏電阻的兩個觸頭，則下列說法正確的是（

）A．P、Q應接在a、b之間B．P、Q應接在c、d之間C．M、N應接在e、f之間D．M、N應接在c、d之間【變式2-2】某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖1所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現溫控。繼電器的電阻約20Ω，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的實驗器材有：電源E1(3V，內阻不計)、電源E2(6V，內阻不計)、滑動變阻器R1(0～200Ω)、滑動變阻器R2(0～500Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0～999.9Ω)、開關S、導線若干。為使該裝置實現對30～80℃之間任一溫度的控制，電源E應選用________(選填“E1”或“E2”)，滑動變阻器R應選用________(選填“R1”或“R2”)。(2)實驗發(fā)現電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應將如圖2所示的選擇開關旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”)。(3)合上開關S，用調節(jié)好的多用電表進行排查。在圖1中，若只有b、c間斷路，則應發(fā)現表筆接入a、b時指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”)，接入a、c時指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”)。(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合，下列操作步驟的正確順序是________。(填寫各步驟前的序號)①將熱敏電阻接入電路②觀察到繼電器的銜鐵被吸合③斷開開關，將電阻箱從電路中移除④合上開關，調節(jié)滑動變阻器的阻值⑤斷開開關，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調至108.1Ω【變式2-3】利用負溫度系數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的溫度變化，反應快，而且精確度高．(1)如果將負溫度系數熱敏電阻與電源、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________(選填“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℃(如圖甲所示)，則25℃的刻度應在20℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側．(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內檢測大棚內溫度變化，請用圖乙中的器材(可增加元器件)設計一個電路．【題型3溫度報警電路】【例3】某實驗小組要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，實驗原理如圖所示，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警。該熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω220.0165.0130.0100.080.070.0可供選用的器材有：A.電源E1(3V，內阻不計)B.電源E2(9V，內阻不計)C.滑動變阻器R1(0～100Ω)D.滑動變阻器R2(0～1000Ω)E.熱敏電阻RtF.報警器(電阻不計，流過的電流超過40mA就會報警，超過80mA將損壞)G.開關SH.導線若干(1)電路中電源應選用________，滑動變阻器應選用______(填器材前的代號)；(2)實驗中發(fā)現電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應將選擇開關旋至______(選填“直流2.5V”，“直流10V”，“交流2.5V”)擋，合上開關S，用調節(jié)好的多用電表進行排查，現測量a、b和a、c兩點間的電壓，則接在a點的應是________(填“紅”或“黑”)表筆，若接入a、b時示數為零，接入a、c時指針偏轉，若電路中只有一處故障，則電路故障為__________________________________________________________________；(3)排除故障后，將熱敏電阻置于溫控室中，調整溫控室的溫度為60℃，將開關S閉合，調整滑動變阻器，當報警器剛開始報警時，滑動變阻器接入電路的阻值為________Ω，若要求降低報警溫度，則滑動觸頭應該向________移動(填“左”或“右”)。【變式3-1】（多選）某熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像如圖甲所示，圖乙是用熱敏電阻制作的簡易自動報警器電路圖，下列說法正確的是（）A．為了使溫度過高時報警器鈴響，c應接在a端B．為了使溫度過高時報警器鈴響，c應接在b端C．若要使啟動報警的溫度降低些，應將滑動變阻器滑片向左端滑動D．若要使啟動報警的溫度降低些，應將滑動變阻器滑片向右端滑動【變式3-2】下圖為一種溫度自動報警器的原理圖,在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲,以下說法正確的是()A.溫度升高至74℃時,燈L1亮報警B.溫度升高至74℃時,燈L2亮報警C.溫度升高至78℃時,燈L1亮報警D.溫度升高至78℃時,燈L2亮報警【變式3-3】現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)，單刀雙擲開關一個，導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調節(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)按照下列步驟調節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據實驗要求，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，將開關向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用?！绢}型4拉力傳感器應用】【例4】如圖是一個簡易電子拉力計的電路圖。輕質金屬彈簧的右端點固定有金屬滑片P，P可在均勻電阻絲ab上滑動，彈簧處于原長時P恰好位于a端。ab長為12cm，電阻絲的總阻值，彈簧的電阻忽略不計，定值電阻，E=3V，內阻不計。已知彈簧的勁度系數為N/m。則（）A．拉環(huán)的拉力越大，理想電流表示數越小B．當拉環(huán)拉到b處時，電流表的示數為0.1AC．該測力計可測的最大拉力為1000N彈簧拉環(huán)FD．當電流表示數為0.2A時，拉力F的大小為800N【變式4-1】（多選）如圖所示為某中學實驗小組同學設計的拉力傳感器，將勁度系數為的彈簧的一端固定在豎直墻壁上，另一端與導電性能良好的剛性拉桿相連接，在拉桿上固定一滑片。已知電路中定值電阻，是阻值為、長度為5cm且分布均勻的電阻絲，忽略滑片與電阻絲之間的摩擦，理想電流表允許的最大電流為，電源電動勢為（內阻不計）。當拉桿不受力時滑片位于電阻絲的最左端。則（

）A．定值電阻的作用是分壓B．當滑片位于電阻絲的最左端時，電流表的示數為C．如果在拉桿上施加大小為400N的力，電流表的示數為D．如果在拉桿上施加大小為400N的力，電流表的示數為【變式4-2】（多選）鍛煉身體，小明利用所學物理知識設計了一個電子拉力計，如圖所示是原理圖．輕質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計），彈簧勁度系數為100N/cm．定值電阻R0＝5Ω，ab是一根長為5cm的均勻電阻絲，阻值R1＝25Ω，電源輸出電壓恒為U＝3V，內阻不計，理想電流表的量程為0～0.6A．當拉環(huán)不受力時，滑片P處于a端．下列關于這個電路的說法正確的是（）A．小明在電路中連入R0的目的是保護電路B．當拉環(huán)不受力時，閉合開關后電流表的讀數為0.1AC．當拉力為400N時，電流表指針指在0.3A處D．當拉力為400N時，電流表指針指在0.5A處【變式4-3】如下圖所示是電子拉力計的示意圖，金屬彈簧右端和滑動觸頭P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1之間的摩擦不計）．定值電阻R0；電阻R1是用均勻電阻絲密繞在瓷管上做成的（類似于滑動變阻器），其長度為10cm，總阻值R1=300Ω，電源電動勢E=3V，內阻不計．理想電流表的量程為0~100mA．當拉環(huán)不受拉力時，觸頭P剛好不與電阻R1接觸（即電路斷開）．彈簧的勁度系數為10000N/m．（1）電路中連入的R0阻值應為_____Ω，才能保證拉環(huán)最大拉力時(在測量范圍內)，剛好達到電流表量程（2）保證第一問中R0阻值不變，設計中需要將電流表上的電流數值改為拉力的數值，那么在原電流表的40mA處應改為_____N．分析可知，拉力計的刻度是_____（填寫“均勻”或“不均勻”）【題型5壓力傳感器應用】【例5】如圖是安裝在潛水器上深度表的電路簡圖，顯示器由電流表(電阻不計)改裝而成，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，電源電動勢不變，內阻為r，定值電阻阻值為R0，在潛水器下潛過程中，電路中有關物理量的變化情況是()A．通過顯示器的電流減小B．R0兩端的電壓增大C．傳感器兩端的電壓增大D．電路的總功率減小【變式5-1】（多選）壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，某實驗小組在升降機水平地面上利用壓敏電阻設計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置。其工作原理圖如圖甲所示，將壓敏電阻、定值電阻R、電流顯示器、電源連成電路，在壓敏電阻上放置一個絕緣重物，時間內升降機停在某一樓層處，時刻升降機開始運動，從電流顯示器中得到電路中電流i隨時間t變化情況如圖乙所示，則下列判斷正確的是（）A．在時間內絕緣重物的加速度向下B．在時間內絕緣重物的加速度向下C.升降機開始時可能停在1樓，從時刻開始，經向上加速、勻速、減速，最后停在高樓層D.升降機開始時可能停在高樓層，從時刻開始，經向下加速、勻速、減速，最后停在1樓【變式5-2】傳感器是把非電學量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉換成電學量的變化的一種元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用．有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表(實質是理想電流表)組成．壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如表所示．設踏板和壓桿的質量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V，取g＝10m/s2.請作答：壓力F/N0250500750100012501500…電壓R/Ω300270240210180150120…(1)該秤零點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤________A處．(2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數為20mA，這個人的質量是________kg.【變式5-3】壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減?。幸晃煌瑢W利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示．將壓敏電阻和一塊擋板固定在水平光滑絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球．小車在水平面內向右做直線運動的過程中，電流表示數如圖乙所示，0～t1時間內小車向右做勻速直線運動，下列判斷正確的是()A．從t1到t2時間內，小車做勻速直線運動B．從t1到t2時間內，小車做勻加速直線運動C．從t2到t3時間內，小車做勻速直線運動D．從t2到t3時間內，小車做勻加速直線運動【題型6其他報警電路】【例6】如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結構原理圖，罩內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災時，下列說法正確的是（）A．進入罩內的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報B．光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報C．進入罩內的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報D．以上說法均不正確【變式6-1】利用金屬熱電阻和熱敏電阻的阻值與溫度之間的對應關系，除了可以測量溫度，還可以有其它用途。如圖所示，一些汽車的低油位報警裝置采用熱敏電阻來檢測油箱的警戒液位，下列說法正確的是（）A．當液面高于熱敏電阻時，熱敏電阻的熱量會被液體帶走，溫度基本不變，指示燈亮B．給熱敏電阻通一定電流，可利用熱敏電阻對液體進行快速加熱C．當液體減少，液面低于熱敏電阻時，熱敏電阻溫度升高，指示燈亮D．無法通過熱敏電阻的阻值變化來判斷液面是否低于設定值【變式6-2】把光敏電阻（光照越強，阻值越?。┙尤肴鐖D所示電路，制成光電報警裝置。閉合開關，當光照達到一定強度時，報警器的蜂鳴器發(fā)聲，下列說法正確的是（）A．干簧管應用了電磁感應原理B．增大電阻箱R的阻值，報警器在光照更強時才會報警C．增加電源B的電動勢，報警器在光照更強時才會報警D．增加電源A的電動勢，報警器在光照更強時才會報警【變式6-3】如圖所示是一位同學設計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減?。婚T關閉時會遮蔽紅外線源（紅外線源沒有畫出）。經實際試驗，燈的亮、滅情況的確能反映門的開、關狀態(tài)。門打開時兩燈的發(fā)光情況及R2兩端電壓UR2與門關閉時相比（）A．紅燈亮，UR2變大 B．綠燈亮，UR2變大C．綠燈亮，UR2變小 D．紅燈亮，UR2變小【題型7聯(lián)系實際】【例7】全面了解汽車的運行狀態(tài)（速度、水箱溫度、油量）是確保汽車安全行駛和駕駛員安全的舉措之一，為模仿汽車油表原理，某同學自制了一種測定油箱內油量多少或變化多少的裝置。如圖所示，其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端。該同學在裝置中使用了一只電壓表（圖中沒有畫出），通過觀察電壓表示數，可以了解油量情況。已知R'》R，你認為電壓表應該接在圖中的_________兩點之間，按照你的接法請回答∶當油箱中油量增大時，電壓表的示數將_________（填“增大”或“減小”）?！咀兪?-1】在制作光控電路實驗中，某同學按圖所示電路將元件安裝完畢后，發(fā)現將裝置置入黑暗環(huán)境中接通電源時，燈泡不發(fā)光，原因不可能是（）A．二極管兩極接反 B．R1與RG位置顛倒 C．R1阻值太小 D．燈泡被斷路【變式7-2】（多選）某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側線圈L1由火線和零線并行繞成。如果右側線圈L2中產生感應電流時，電流經放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質開關K而切斷家庭電路，僅考慮L1在鐵芯中產生的磁場，下列說法正確的有（）A．家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零B．家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量將增加C．家庭電路中的電器發(fā)生短路時，開關K將被電磁鐵吸起D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關K將被電磁鐵吸起【變式7-3】如圖是利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的示意圖。是光敏電阻，是保護定值電阻，日光充足時，電磁繼電器把銜鐵吸下，接入電路，太陽能電池板給蓄電池充電，光線不足時，銜鐵被彈簧拉起，與接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，下列關于該電路分析正確的是（）A．該光敏電阻阻值隨光照強度增大而增大B．增加電源電動勢可以增加路燈照明時間C．增大保護電阻阻值可延長每天路燈照明時間D．并聯(lián)更多的LED路燈可延長每天路燈照明時間【題型8繼電器電路】【例8】在如圖所示的自動控制電路中，當開關S斷開時，工作電路的情況是（）A．燈亮，電動機轉起來，電鈴響 B．燈亮，電動機轉起來，電鈴不響C．燈不亮，電動機不轉，電鈴響 D．燈亮，電動機不轉，電鈴響【變式8-1】小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環(huán)境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中控制電路電源輸出的電壓U1=3V，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻阻值為R0=30Ω。當線圈中的電流大于等于50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響，圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。（1）由圖乙可知，當環(huán)境溫度為40℃時，熱敏電阻阻值為___________Ω。（2）由圖乙可知，當環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值將___________，繼電器電磁鐵的磁性將___________。（均選填“增大”“減小”或“不變”）（3）圖甲中警鈴的接線柱C應與接線柱___________相連，指示燈的接線柱D應與接線柱___________相連。（均選填“A”或“B”）（4）圖甲中線圈下端的磁極是___________極。（選填“N”或“S”）（5）請計算說明，環(huán)境溫度在___________范圍內時，警鈴報警?！咀兪?-2】如圖所示為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是（）A．溫度升高至時，亮燈報警 B．溫度升高至時，亮燈報警C．溫度升高至時，亮燈報警 D．溫度升高至時，亮燈報警【變式8-3】如圖所示是某保密室的防盜報警電路，當有人闖入保密室時會使開關S閉合。下列說法正確的是（）A．電磁繼電器與發(fā)電機工作原理相同 B．電磁鐵的磁性強弱只與電流大小有關C．電磁鐵工作時，上端為S極 D．當有人闖入保密室時，b燈亮

參考答案【題型1光控電路】【例1】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)。光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)。某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018(1)根據表中數據，請在如圖甲所示的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點。(2)如圖乙所示，當1、2兩端所加電壓上升至2V時，控制開關自動啟動照明系統(tǒng)。請利用下列器材設計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗照度降低至1.0lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內完成電路原理圖。(不考慮控制開關對所設計電路的影響)提供的器材：光敏電阻RP(符號，阻值見上表)；直流電源E(電動勢3V，內阻不計)；定值電阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限選其中之一并在圖中標出)；開關S及導線若干。[答案](1)圖像如圖(a)所示由圖可知阻值隨照度變化的特點：光敏電阻的阻值隨光照強度的增大非線性減小(2)電路如圖(b)所示【變式1-1】某光敏電阻RT沒有受到光照射（或光較暗）時，阻值較大，有光照射時，阻值較小?，F利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設計了自動控制電路，如圖所示。下列說法正確的是（）A．該控制電路利用了電磁感應的原理B．白天流過R3的電流小于晚上流過R3的電流C．該電路能實現燈泡白天亮，晚上不亮的功能D．若將低壓電源正負極調換，則該控制電路無法完成自動控制功能【答案】B【解析】該控制電路利用了電流的磁效應，A錯誤；白天干路電流較大，故內電阻及R1的電壓較大，并聯(lián)電路的電壓較小，則R3的電流較小，即白天流過R3的電流小于晚上流過R3的電流，B正確；白天流過R3的電流較小，故流過線圈的電流較小，則白天電磁繼電器不工作，即該電路能實現燈泡白天不亮，晚上亮的功能，C錯誤；若將低壓電源正負極調換，不改變電流磁效應磁力的作用效果，則該控制電路依然可以完成自動控制功能，D錯誤?！咀兪?-2】光敏二極管在各種自動化裝置中有很多應用，街道的路燈自動控制開關就是其應用之一，圖中所示為其模擬電路，其中A為光敏二極管，B為電磁繼電器，C為照明電路，D為路燈，下列說法正確的是（）A．路燈自動控制電路中的光敏二極管的阻值隨光照增強而增大B．當沒有光照時（夜晚），光敏二極管所在回路中的電流很小C．根據“日出路燈肯定熄”的常識，分析可知白天電磁鐵與銜鐵不吸引D．如果換上靈敏度更高的光敏二極管，則相同的光照強度下，電磁鐵的磁性更弱【答案】B【解析】光敏二極管有光敏電阻的特征，阻值隨光照增強而減小，也具有一般二極管單向導電性的特征，故A錯誤；根據“日出路燈熄、日落路燈亮”的常識，結合路燈自動控制電路中的特征，可知，沒有光照時（夜晚），觸點接通，照明電路的路燈變亮，電磁鐵與銜鐵不吸引，電磁鐵的磁性不強，所在回路中的電流很小，反之白天電磁鐵與銜鐵吸引，觸點斷開，故B正確、C錯誤；如果換上靈敏度更高的光敏二極管，白天在相同的光照強度下，電磁鐵的磁性更強，與銜鐵的吸引力更大，故D錯誤。故選B?！咀兪?-3】圖（a）是流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖，其中S為光源，為定值電阻，為光敏電阻（無光照射時阻值大，有光照射時阻值?。?，電源電壓恒為。產品隨傳送帶勻速運動，當產品通過S與之間時，射向的光束會被擋住。合上電鍵K，兩端的電壓隨時間變化的關系如圖（b）所示。則每分鐘通過計數裝置的產品個數為_________個，有光照射和無光照射時的功率之比為_________?！敬鸢浮?/p>

20

11∶20【解析】由圖（b）可知，每隔3s通過一個產品，因此每分鐘通過產品數為20個由圖（b）可知，有光照時，光敏電阻兩端電壓為，流過回路的電流無光照時，光敏電阻兩端電壓為流過回路的電流根據可知，有光照射和無光照射時的功率之比【題型2溫控電路】【例2】某溫控電路的原理如圖所示，RM是負溫度系數的熱敏電阻，R是滑動變阻器，某種儀器要求在15～27℃的環(huán)境中工作．當環(huán)境溫度偏高或偏低時，控制器會自動啟動降溫或升溫設備．下列說法正確的是()A．環(huán)境溫度降低，RM的阻值減小B．環(huán)境溫度升高，Uab變大C．滑片P向下移動時，Uab變大D．調節(jié)滑片P的位置能改變降溫和升溫設備啟動時的臨界溫度解析：選D環(huán)境溫度降低時，RM的阻值變大，A錯誤；環(huán)境溫度升高，RM的阻值減小，則Uab變小，B錯誤；滑片P向下移動時，接入電路中的電阻變大，回路電流減小，則Uab變小，C錯誤；由C可知，調節(jié)滑片P的位置能改變臨界溫度，D正確．【變式2-1】（多選）如圖所示是一種自動控制水溫的裝置，P、Q是加熱電路的兩個觸頭，M、N是熱敏電阻的兩個觸頭，則下列說法正確的是（

）A．P、Q應接在a、b之間B．P、Q應接在c、d之間C．M、N應接在e、f之間D．M、N應接在c、d之間【答案】AC【解析】P、Q應該分別接在觸頭a、b之間，同時，M、N應該分別接e、f，其工作原理是當水溫升高時，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，a、b斷開，使加熱裝置停止加熱；當水溫降低到一定程度時，熱敏電阻溫度減小，電磁鐵中電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧拉上去，使a、b之間連接，加熱裝置開始加熱，從而實現控制水溫?！咀兪?-2】某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖1所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現溫控。繼電器的電阻約20Ω，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的實驗器材有：電源E1(3V，內阻不計)、電源E2(6V，內阻不計)、滑動變阻器R1(0～200Ω)、滑動變阻器R2(0～500Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0～999.9Ω)、開關S、導線若干。為使該裝置實現對30～80℃之間任一溫度的控制，電源E應選用________(選填“E1”或“E2”)，滑動變阻器R應選用________(選填“R1”或“R2”)。(2)實驗發(fā)現電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應將如圖2所示的選擇開關旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”)。(3)合上開關S，用調節(jié)好的多用電表進行排查。在圖1中，若只有b、c間斷路，則應發(fā)現表筆接入a、b時指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”)，接入a、c時指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”)。(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合，下列操作步驟的正確順序是________。(填寫各步驟前的序號)①將熱敏電阻接入電路②觀察到繼電器的銜鐵被吸合③斷開開關，將電阻箱從電路中移除④合上開關，調節(jié)滑動變阻器的阻值⑤斷開開關，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調至108.1Ω解析：(1)如果電源用E1，則在t＝30℃時電路中的最大電流Im＝eq\f(3,199.5＋20)A≈13.67mA<15mA，故不能實現對此溫度的控制，因此電源應選用E2；為了在t＝80℃時實現對溫度的控制，設滑動變阻器阻值的最大值至少為R′，則eq\f(6V,R′＋20Ω＋49.1Ω)＝0.015A，解得R＝330.9Ω，因此滑動變阻器應選用R2。(2)要用多用電表的直流電壓擋檢測故障，應將選擇開關旋至C。(3)如果只有b、c間斷路，說明b點與電源的負極間沒有形成通路，a、b間的電壓為零，表筆接在a、b間時，指針不偏轉；c點與電源的負極間形成通路，a與電源的正極相通，a、c間有電壓，因此兩表筆接入a、c間時指針發(fā)生偏轉。(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合，應先斷開開關，用電阻箱替換熱敏電阻，并將阻值調至108.1Ω，合上開關，調節(jié)滑動變阻器的阻值，直至觀察到繼電器的銜鐵被吸合，這時斷開開關，將電阻箱從電路中移除，將熱敏電阻接入電路。因此操作步驟的正確順序是⑤④②③①。答案：(1)E2R2(2)C(3)不偏轉偏轉(4)⑤④②③①【變式2-3】利用負溫度系數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的溫度變化，反應快，而且精確度高．(1)如果將負溫度系數熱敏電阻與電源、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________(選填“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℃(如圖甲所示)，則25℃的刻度應在20℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側．(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內檢測大棚內溫度變化，請用圖乙中的器材(可增加元器件)設計一個電路．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℃的刻度應對應較大電流，故在20℃的刻度的右側．(3)電路如圖所示．【題型3溫度報警電路】【例3】某實驗小組要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，實驗原理如圖所示，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警。該熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω220.0165.0130.0100.080.070.0可供選用的器材有：A.電源E1(3V，內阻不計)B.電源E2(9V，內阻不計)C.滑動變阻器R1(0～100Ω)D.滑動變阻器R2(0～1000Ω)E.熱敏電阻RtF.報警器(電阻不計，流過的電流超過40mA就會報警，超過80mA將損壞)G.開關SH.導線若干(1)電路中電源應選用________，滑動變阻器應選用______(填器材前的代號)；(2)實驗中發(fā)現電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應將選擇開關旋至______(選填“直流2.5V”，“直流10V”，“交流2.5V”)擋，合上開關S，用調節(jié)好的多用電表進行排查，現測量a、b和a、c兩點間的電壓，則接在a點的應是________(填“紅”或“黑”)表筆，若接入a、b時示數為零，接入a、c時指針偏轉，若電路中只有一處故障，則電路故障為__________________________________________________________________；(3)排除故障后，將熱敏電阻置于溫控室中，調整溫控室的溫度為60℃，將開關S閉合，調整滑動變阻器，當報警器剛開始報警時，滑動變阻器接入電路的阻值為________Ω，若要求降低報警溫度，則滑動觸頭應該向________移動(填“左”或“右”)。答案(1)BD(2)直流10V紅bc間斷路(3)125左解析(1)當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統(tǒng)報警，此時熱敏電阻的阻值Rt為100Ω流過報警器的電流超過40mA，所以電源電壓E>IRt＝4V，因此電源選用B。電源電壓為9V，而報警時的電流為40mA＝40×10－3A此時電路中的總電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(9,40×10－3)Ω＝225Ω而熱敏電阻的阻值約為100Ω，所以此時滑動變阻器接入的電阻應為125Ω，滑動變阻器的最大阻值應超過125Ω，故滑動變阻器選D。(2)因電源選用電源E2(9V，內阻不計)，所以應將選擇開關旋至“直流10V”擋；測量a、b和a、c兩點間的電壓，則接在a點的應是“紅”表筆；若接入a、b時示數為零，接入a、c時指針偏轉，若電路中只有一處故障，則電路故障為bc間斷路。(3)將熱敏電阻置于溫控室中，調整溫控室的溫度為60℃，熱敏電阻的阻值約為100Ω，將開關S閉合，調整滑動變阻器，當報警器剛開始報警時，報警時的電流為40mA＝40×10－3A此時電路中的總電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(9,40×10－3)Ω＝225Ω而熱敏電阻的阻值約為100Ω，所以此時滑動變阻器接入的電阻應為125Ω。若要求降低報警溫度，熱敏電阻的阻值變大，則滑動變阻器接入電路的阻值變小，所以滑動觸頭應該向“左”移動?！咀兪?-1】（多選）某熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像如圖甲所示，圖乙是用熱敏電阻制作的簡易自動報警器電路圖，下列說法正確的是（）A．為了使溫度過高時報警器鈴響，c應接在a端B．為了使溫度過高時報警器鈴響，c應接在b端C．若要使啟動報警的溫度降低些，應將滑動變阻器滑片向左端滑動D．若要使啟動報警的溫度降低些，應將滑動變阻器滑片向右端滑動【答案】AD【解析】根據圖甲坐標系中曲線的趨勢可以得出，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小，當溫度過高時，熱敏電阻阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵吸引力變大，銜鐵被吸引向a端，要使此時報警鈴響，則開關c應該接在a處，故A正確、B錯誤；要使報警的降低一些，應該減小電路中總電阻，則滑動電阻器滑片應將向右端滑動，故C錯誤、D正確?！咀兪?-2】下圖為一種溫度自動報警器的原理圖,在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲,以下說法正確的是()A.溫度升高至74℃時,燈L1亮報警B.溫度升高至74℃時,燈L2亮報警C.溫度升高至78℃時,燈L1亮報警D.溫度升高至78℃時,燈L2亮報警答案:D解析:當溫度低于78℃時,繼電器線圈中沒有電流,此時燈L1亮;當溫度升高到78℃時,繼電器線圈中有電流,磁鐵吸下銜鐵,燈L2被接通,所以燈L2亮報警,故選項A、B、C錯誤,D正確?！咀兪?-3】現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)，單刀雙擲開關一個，導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調節(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)按照下列步驟調節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據實驗要求，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。(2)報警器開始報警時，對整個回路有U＝Ic(R滑＋R熱)代入數據可得R滑＝1150.0Ω，因此滑動變阻器應選擇R2。(3)①在調節(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?；瑒幼冏杵髟陔娐分袨橄蘖鹘臃?，滑片應置于b端附近，若置于另一端a時，閉合開關，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)連線見解析圖(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【題型4拉力傳感器應用】【例4】如圖是一個簡易電子拉力計的電路圖。輕質金屬彈簧的右端點固定有金屬滑片P，P可在均勻電阻絲ab上滑動，彈簧處于原長時P恰好位于a端。ab長為12cm，電阻絲的總阻值，彈簧的電阻忽略不計，定值電阻，E=3V，內阻不計。已知彈簧的勁度系數為N/m。則（）A．拉環(huán)的拉力越大，理想電流表示數越小B．當拉環(huán)拉到b處時，電流表的示數為0.1AC．該測力計可測的最大拉力為1000N彈簧拉環(huán)FD．當電流表示數為0.2A時，拉力F的大小為800N【答案】D【解析】環(huán)的拉力越大，R1接入電路的電阻越小，電路中的電流越大，A錯誤；當拉環(huán)拉到b處時，電路中的電流為此時拉力最大，據胡克定律F=kx知Fm=×0.12N=1200NBC錯誤；當電流表示數為0.2A時，設彈簧伸長量為x，R1接入電路的電阻為解得x=8cm則拉力大小為D正確。【變式4-1】（多選）如圖所示為某中學實驗小組同學設計的拉力傳感器，將勁度系數為的彈簧的一端固定在豎直墻壁上，另一端與導電性能良好的剛性拉桿相連接，在拉桿上固定一滑片。已知電路中定值電阻，是阻值為、長度為5cm且分布均勻的電阻絲，忽略滑片與電阻絲之間的摩擦，理想電流表允許的最大電流為，電源電動勢為（內阻不計）。當拉桿不受力時滑片位于電阻絲的最左端。則（

）A．定值電阻的作用是分壓B．當滑片位于電阻絲的最左端時，電流表的示數為C．如果在拉桿上施加大小為400N的力，電流表的示數為D．如果在拉桿上施加大小為400N的力，電流表的示數為【答案】BC【解析】若電路無定值電阻，且滑片位于金屬絲的最右端時，回路短路，燒毀電源，的存在使電路不出現短路，因此定值電阻的作用是保護電路，故A錯誤；當滑片位于電阻絲的最左端時，由閉合電路歐姆定律得故B正確；當在拉桿上施加大小為400N的力時，由得則電阻絲接入電路中的電阻為，由閉合電路歐姆定律得故D錯誤；C正確。故選BC?！咀兪?-2】（多選）鍛煉身體，小明利用所學物理知識設計了一個電子拉力計，如圖所示是原理圖．輕質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計），彈簧勁度系數為100N/cm．定值電阻R0＝5Ω，ab是一根長為5cm的均勻電阻絲，阻值R1＝25Ω，電源輸出電壓恒為U＝3V，內阻不計，理想電流表的量程為0～0.6A．當拉環(huán)不受力時，滑片P處于a端．下列關于這個電路的說法正確的是（）A．小明在電路中連入R0的目的是保護電路B．當拉環(huán)不受力時，閉合開關后電流表的讀數為0.1AC．當拉力為400N時，電流表指針指在0.3A處D．當拉力為400N時，電流表指針指在0.5A處答案：ABC解析：若電路無電阻R0，且金屬滑片P在b端時，回路短路損壞電源，R0的存在使電路不出現短路，因此A正確；當拉環(huán)不受力時，滑片P在a端，由歐姆定律得，I＝＝0.1A故B正確；拉力為400N時，由F＝kΔx，則Δx＝4cm，對應的電阻為RaP＝20Ω，R1接入電路的電阻RPb＝5Ω，由閉合電路歐姆定律得，I＝＝0.3A故D錯，C正確．故選ABC。【變式4-3】如下圖所示是電子拉力計的示意圖，金屬彈簧右端和滑動觸頭P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1之間的摩擦不計）．定值電阻R0；電阻R1是用均勻電阻絲密繞在瓷管上做成的（類似于滑動變阻器），其長度為10cm，總阻值R1=300Ω，電源電動勢E=3V，內阻不計．理想電流表的量程為0~100mA．當拉環(huán)不受拉力時，觸頭P剛好不與電阻R1接觸（即電路斷開）．彈簧的勁度系數為10000N/m．（1）電路中連入的R0阻值應為_____Ω，才能保證拉環(huán)最大拉力時(在測量范圍內)，剛好達到電流表量程（2）保證第一問中R0阻值不變，設計中需要將電流表上的電流數值改為拉力的數值，那么在原電流表的40mA處應改為_____N．分析可知，拉力計的刻度是_____（填寫“均勻”或“不均勻”）【答案】

30

850

不均勻

【解析】（1）電路中連入的目的是對電流表起保護作用，防止短路，燒壞電流表；故電路中電流應小于電流表的最大量程；（2）由圖可知定值電阻與可變電阻組成串聯(lián)電路，電流表測電路中的電流；根據歐姆定律求出電路的總電阻，再根據電阻的串聯(lián)特點求出變阻器接入電路電阻的大小，再根據題意求出彈簧的伸長的長度，根據圖乙得出拉力的大小．（1）電路中連入的目的是對電流表起保護作用，防止當P移動到的最右端時電流表被燒壞；故至少為（2）當時，電路中的總電阻，電阻絲接入電路的電阻，因，即，解得，所以彈簧伸長的長度，則彈簧彈力的大小為，由上得，可知，F與I是非線性關系，電流表的刻度是均勻的，故拉力計的刻度是不均勻．【題型5壓力傳感器應用】【例5】如圖是安裝在潛水器上深度表的電路簡圖，顯示器由電流表(電阻不計)改裝而成，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，電源電動勢不變，內阻為r，定值電阻阻值為R0，在潛水器下潛過程中，電路中有關物理量的變化情況是()A．通過顯示器的電流減小B．R0兩端的電壓增大C．傳感器兩端的電壓增大D．電路的總功率減小解析：選B在潛水器下潛過程中，壓力傳感器受到的壓力越來越大，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，所以電路中的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R傳＋R0＋r)可知電路中的總電流增大，即通過顯示器的電流增大，故A錯誤；R0兩端的電壓U＝IR0，電路中的電流增大，則U增大，故B正確；傳感器兩端的電壓U傳＝E－I(R0＋r)，由于I增大，E、R0、r都不變，則傳感器兩端的電壓減小，故C錯誤；由P＝EI可知，電路的總功率增大，故D錯誤．【變式5-1】（多選）壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，某實驗小組在升降機水平地面上利用壓敏電阻設計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置。其工作原理圖如圖甲所示，將壓敏電阻、定值電阻R、電流顯示器、電源連成電路，在壓敏電阻上放置一個絕緣重物，時間內升降機停在某一樓層處，時刻升降機開始運動，從電流顯示器中得到電路中電流i隨時間t變化情況如圖乙所示，則下列判斷正確的是（）A．在時間內絕緣重物的加速度向下B．在時間內絕緣重物的加速度向下C.升降機開始時可能停在1樓，從時刻開始，經向上加速、勻速、減速，最后停在高樓層D.升降機開始時可能停在高樓層，從時刻開始，經向下加速、勻速、減速，最后停在1樓【答案】BC【解析】t1～t2時間內電路中電流i比升降機靜止時大，說明壓敏電阻減小，壓力增大，重物處于超重狀態(tài)，重物的加速度向上，故A錯誤；t3～t4時間內電路中電流i比升降機靜止時小，說明壓敏電阻增大，壓力減小，重物處于失重狀態(tài)，重物的加速度向下，故B正確；根據以上分析可知，t1時刻開始，加速度向上、勻速、加速度向下，故C正確，D錯誤?！咀兪?-2】傳感器是把非電學量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉換成電學量的變化的一種元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用．有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表(實質是理想電流表)組成．壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如表所示．設踏板和壓桿的質量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V，取g＝10m/s2.請作答：壓力F/N0250500750100012501500…電壓R/Ω300270240210180150120…(1)該秤零點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤________A處．(2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數為20mA，這個人的質量是________kg.答案(1)1.6×10－2(2)50解析(1)由題表格知，踏板空載時，壓力傳感器的電阻R＝300Ω，此時中電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(4.8,300)A＝1.6×10－2A.(2)當電流I′＝20mA＝2×10－2A時，壓力傳感器的電阻R′＝eq\f(U,I′)＝eq\f(4.8,2×10－2)Ω＝240Ω，對應表格中，這個人的質量為50kg.【變式5-3】壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小．有一位同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示．將壓敏電阻和一塊擋板固定在水平光滑絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球．小車在水平面內向右做直線運動的過程中，電流表示數如圖乙所示，0～t1時間內小車向右做勻速直線運動，下列判斷正確的是()A．從t1到t2時間內，小車做勻速直線運動B．從t1到t2時間內，小車做勻加速直線運動C．從t2到t3時間內，小車做勻速直線運動D．從t2到t3時間內，小車做勻加速直線運動解析：選D分析題圖乙中電流隨時間的變化關系可以得出，在t1～t2時間內，電流增大，表明題圖甲中壓敏電阻的阻值逐漸減小，即壓敏電阻受到的壓力逐漸增大，所以可判斷小車在向右做加速度逐漸增大的加速運動；在t2～t3時間內，電流在較大數值上保持恒定，說明電阻保持一個較小值，即受到的壓力保持恒定，說明小車在向右做勻加速直線運動，故選項D正確.【題型6其他報警電路】【例6】如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結構原理圖，罩內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災時，下列說法正確的是（）A．進入罩內的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報B．光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報C．進入罩內的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報D．以上說法均不正確【答案】C【解析】發(fā)生火災時，煙霧進入罩內后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小，與傳感器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報。故選C?！咀兪?-1】利用金屬熱電阻和熱敏電阻的阻值與溫度之間的對應關系，除了可以測量溫度，還可以有其它用途。如圖所示，一些汽車的低油位報警裝置采用熱敏電阻來檢測油箱的警戒液位，下列說法正確的是（）A．當液面高于熱敏電阻時，熱敏電阻的熱量會被液體帶走，溫度基本不變，指示燈亮B．給熱敏電阻通一定電流，可利用熱敏電阻對液體進行快速加熱C．當液體減少，液面低于熱敏電阻時，熱敏電阻溫度升高，指示燈亮D．無法通過熱敏電阻的阻值變化來判斷液面是否低于設定值【答案】C【解析】如圖甲所示，若給熱敏電阻通以一定電流時，熱敏電阻會產生熱，當液面高于熱敏電阻時，熱敏電阻的熱量會被液體帶走，溫度基本不變，電阻較大，指示燈不亮，A錯誤；給熱敏電阻通一定電流，熱敏電阻會產生熱，可當給液體進行加熱時，因液體的溫度較低，熱敏電阻的阻值變化不大，電流較小，熱量較小，液體溫度升高的慢，因此利用熱敏電阻對液體不能進行快速加熱，B錯誤；如圖乙所示，當液體減少，液面低于熱敏電阻時，熱敏電阻溫度升高，阻值較小，電流較大，指示燈亮，就顯示出報警信號，C正確；因熱敏電阻值與溫度的變化是有一定關系的，這個關系轉變成電流的變化關系，可以由熱敏電阻的阻值變化來判斷液面是否低于設定值，D錯誤?！咀兪?-2】把光敏電阻（光照越強，阻值越?。┙尤肴鐖D所示電路，制成光電報警裝置。閉合開關，當光照達到一定強度時，報警器的蜂鳴器發(fā)聲，下列說法正確的是（）A．干簧管應用了電磁感應原理B．增大電阻箱R的阻值，報警器在光照更強時才會報警C．增加電源B的電動勢，報警器在光照更強時才會報警D．增加電源A的電動勢，報警器在光照更強時才會報警【答案】B【解析】干簧管上的線圈通電形成的磁場使簧片磁化時，簧片的觸點部分就會被磁力吸引，當吸引力大于簧片的彈力時，常開接點就會吸合；當磁力減小到一定程度時，接點被簧片的彈力打開。則干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯誤；線圈中電流不變，總電阻不變，增大電阻箱R的阻值，光敏電阻變小，報警器在光照更強時才會報警，故B正確；線圈中電流不變，增加電源B的電動勢，電路中總電阻變大，光敏電阻變大，報警器在光照更弱時才會報警，故C錯誤；增加電源A的電動勢，不影響線圈中電流，報警器在原光照強度時會報警，故D錯誤?！咀兪?-3】如圖所示是一位同學設計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減??；門關閉時會遮蔽紅外線源（紅外線源沒有畫出）。經實際試驗，燈的亮、滅情況的確能反映門的開、關狀態(tài)。門打開時兩燈的發(fā)光情況及R2兩端電壓UR2與門關閉時相比（）A．紅燈亮，UR2變大 B．綠燈亮，UR2變大C．綠燈亮，UR2變小 D．紅燈亮，UR2變小【答案】D【解析】當門打開時，R3受紅外線照射，電阻減小，從而使并聯(lián)電路電阻減小，總電阻減小，電路中總電流I增大，R2兩端電壓UR2＝U并＝E－I（R1＋r）減小，R2中電流IR2＝減小，所以R3中電流IR3＝I－IR2增大，線圈產生的磁場增強，把銜鐵吸下，紅燈亮，故D正確?！绢}型7聯(lián)系實際】【例7】全面了解汽車的運行狀態(tài)（速度、水箱溫度、油量）是確保汽車安全行駛和駕駛員安全的舉措之一，為模仿汽車油表原理，某同學自制了一種測定油箱內油量多少或變化多少的裝置。如圖所示，其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端。該同學在裝置中使用了一只電壓表（圖中沒有畫出），通過觀察電壓表示數，可以了解油量情況。已知R'》R，你認為電壓表應該接在圖中的_________兩點之間，按照你的接法請回答∶當油箱中油量增大時，電壓表的示數將_________（填“增大”或“減小”）?！敬鸢浮?/p>

b、c

減小【解析】如圖所示，定值電阻R′和滑動變阻器R是串聯(lián)關系，當油箱中油量減少時，浮標下降，杠桿的右端上升，滑動變阻器接入電路的電阻增大，由閉合電路的歐姆定律知回路中電流減小，則定值電阻兩端的電壓減小，路端電壓增大，此時滑動變阻器兩端的電壓增大；當油箱中油量增加時，浮標上升，杠桿的右端下降，滑動變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路的歐姆定律知回路中電流增加，則定值電阻兩端的電壓增大，路端電壓減小，此時滑動變阻器兩端的電壓減?。灰阎猂'》R，所以把電壓表接在b、c之間，油量增加時，R減小，電壓表的示數減小?！咀兪?-1】在制作光控電路實驗中，某同學按圖所示電路將元件安裝完畢后，發(fā)現將裝置置入黑暗環(huán)境中接通電源時，燈泡不發(fā)光，原因不可能是（）A．二極管兩極接反 B．R1與RG位置顛倒 C．R1阻值太小 D．燈泡被斷路答案：C解析：由題可知若二極管接反，光線暗時，二極管上為負向電壓，無法導通，燈泡不亮，選項A可能；若R1與RG位置顛倒，則光線較暗時，Y端為高電平，二極管不導通，燈泡不發(fā)光，選項B可能；若R1阻值太小，Y端一直為低電平，燈泡一直發(fā)光，選項C不可能；燈泡斷路時無法發(fā)光，選項D可能。本題選不可能的，故選C。【變式7-2】（多選）某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側線圈L1由火線和零線并行繞成。如果右側線圈L2中產生感應電流時，電流經放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質開關K而切斷家庭電路，僅考慮L1在鐵芯中產生的磁場，下列說法正確的有（