高三物理一輪復習多維度導學與分層專練：探究變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系、傳感器的利用（含答案及解析）

2025屆高三物理一輪復習多維度導學與分層專練

專題68探究變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系、傳感器的利用

導練目標導練內(nèi)容

目標1探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系

目標2利用傳感器制作簡單的自動控制裝置

【知識導學與典例導練】

一、探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系

（一）實驗目的

探究變壓器原線圈電壓一定時，副線圈電壓與線圈匝數(shù)的定量關(guān)系。

（二）實驗原理

1.實驗電路圖

2.實驗方法：采用控制變量法。

（1）如一定，研究“2和的關(guān)系。

（2）9一定，研究“1和的關(guān)系。

（三）實驗器材

學生電源（低壓交流，小于12V）1個、可拆變壓器1個、多用電表（交流電壓擋）1個、導

線若干。

（四）實驗步驟

1.保持原線圈的匝數(shù)"1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)“2,研究”2對副線圈電壓

仍的影響。

2.保持副線圈的匝數(shù)z和原線圈兩端的電壓Ui不變，研究原線圈的匝數(shù)對副線圈電壓

的影響。

（五）誤差分析

1.由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴格相等造成誤差。

2.原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗（銅損），造成誤差。

3.鐵芯中有磁損耗，產(chǎn)生渦流，造成誤差。

（六）注意事項

1.要事先推測副線圈兩端電壓的可能值。

2.為了人身安全，只能使用低壓交流電壓，所用電壓不要超過12V,即使這樣，通電時

不要用手接觸裸露的導線、接線柱。

3.為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋測試，大致確定電

壓后再選擇適當?shù)膿跷贿M行測量。

4.連接電路后要由同組的幾位同學分別獨立檢查，然后請老師確認，之后才能接通電源。

【例1】某實驗小組用如圖所示電路探究"變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系"，圖中變壓器為可拆

變壓器。

甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變壓器

實驗提供的器材有

A.多節(jié)干電池

（1）電源應選,測量電壓應選（均選填字母代號）

（2）若用匝數(shù)乂=100匝和憶=20。匝的變壓器做實驗，在原線圈M的兩端分別加上2V、

4V、6V和8V的電壓，測量出副線圈兩端的相應的電壓，記錄在下面的表格中。表格中第2

次實驗，副線圈上電壓的示數(shù)如圖丙所示，電壓量程為0?10V交流電壓檔，讀數(shù)為,

并計算出此次實驗4：4=；

丙

實驗次數(shù)1234

UJN2468

U21V3.911.85.7

如1:1.951:1.971:1.96

4

（3）實驗可得結(jié)論；

（4）導致實驗誤差的原因可能是o

A.原線圈所加電壓小

B.變壓器的鐵芯漏磁

C.變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流

【答案】BD7.801:1.95在誤差允許的范圍內(nèi)，理想變壓器的原線圈與副線圈

的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比BC##CB

【詳解】（1）四實驗需要提供交流電源，干電池只能提供直流電源，所以電源應選學生電

源。

⑵實驗中要測量的是交流電壓，故不能選直流電壓表，只能選用多用電表。

（2）[3]⑷電壓量程為0?10V交流電壓檔，測交流電壓應讀多用電表最下邊一行，故讀數(shù)為

7.80Vo則出此次實驗中q：%=1:1.95

（3）⑸根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，理想變壓器的原線圈與副線圈的電壓之

比等于線圈匝數(shù)之比。

（4）[6]A.原線圈輸入電壓大小不會影響電壓比和匝數(shù)比，故A錯誤；

B.變壓器的鐵芯漏磁使得能量損耗，從而導致電壓比與匝數(shù)比有差別，故B正確；

C.變壓器的鐵芯產(chǎn)生渦流使得能量損耗，從而會導致電壓比與匝數(shù)比有差別，故C正確。

故選BCo

二、利用傳感器制作簡單的自動控制裝置

1.實驗目的

（1）了解傳感器的工作過程，探究敏感元件的特性。

（2）學會傳感器的簡單使用。

2.實驗原理

（1）傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹浚?、熱、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（一般是電學量）。

(2)其工作過程如下圖所示。

3.實驗器材

熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學生電源、繼電器、

滑動變阻器、開關(guān)、導線等。

4.誤差分析

誤差主要來源于溫度計和歐姆表的讀數(shù)。

5.注意事項

(1)在做熱敏實驗時，加開水后要等一會兒再測其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并

同時讀出水溫。

(2)光敏實驗中，如果效果不明顯，可將光敏電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過蓋上

小孔改變照射到光敏電阻上的光的多少。

(3)歐姆表每次換擋后都要重新進行電阻調(diào)零。

【例2】熱敏電阻按溫度分為正溫度系數(shù)電器(PTC)和負溫度系數(shù)電器(NTC)兩類。正溫

度系數(shù)電阻(PTC)在溫度升高時電阻值增大，負溫度系數(shù)電阻器(NTC)在溫度升高時電

阻值減小，熱敏電阻的這種特性，常常應用在控制電路中、如圖1所示為這兩種熱敏電阻的

U-/圖像。

UN

圖1

（1）如圖1中曲線El所示，說明該熱敏電阻是熱敏電阻。（填"PTC"或"NTC"）

（2）某同學搭建一套基于某熱敏電阻的火災報警系統(tǒng)，其電路圖如圖2所示。請根據(jù)此電

路圖將如圖3所示的實物圖連接完整.

（3）已知熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律如圖4所示。電源電動勢為￡=10V,內(nèi)阻不計,

通過報警器的電流達到/=10mA就會報警。若要求環(huán)境溫度達到60團時，該裝置能自動報警,

則應先將開關(guān)S與電阻箱&連接，將其阻值設置為kd然后將滑動變器與的阻值從

最大逐漸減小，直至報警器開始報警，此時R產(chǎn)kQ,之后保持用阻值不變，將開關(guān)S與

熱敏電阻此連接即可。若要使該裝置在更低的溫度下報警，只需將滑動變阻器的阻值______

（填"調(diào)大"或者"調(diào)小"）即可。（結(jié)果保留1位小數(shù)）

圖4

【答案】PTC0.60.4調(diào)小

【詳解】（1）[1]根據(jù)電阻的定義式有R=?結(jié)合圖1中曲線回所示的U-1圖像可知，隨電

流的增大，電阻值增大，即溫度升高時電阻值增大，說明該熱敏電阻是PTC熱敏電阻。

（2）⑵連線如圖所示

（3）⑶⑷電源電動勢為E=10V,內(nèi)阻不計，通過報警器的電流達到/=10mA就會報警此時

電路中的電阻為

10

。在環(huán)境溫度達到回時，根據(jù)圖可知，熱敏電阻的阻值為則應

lox"kO=1.0k6040.6kC,

先將開關(guān)S與電阻箱凡連接，將其阻值設置為0.6kQ,然后將滑動變器與的阻值從最大逐漸

減小，直至報警器開始報警，此時凡的阻值為1.0kQ-0.6kQ=0.4kQ

⑸若要使該裝置在更低的溫度下報警，即熱敏電阻阻值大于0.6kQ,則滑動變阻器的接入電

阻必須小于0.4kQ,即需將滑動變阻器的阻值調(diào)小。

【多維度分層專練】

1.有一個教學用的可拆變壓器，如圖1所示，它有兩個外觀基本相同的線圈A、8（內(nèi)部導

線電阻率、橫截面積相同），線圈外部還可以繞線。

圖2

（1）某同學用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、8線圈的電阻值，指針分別對應圖2

中的八b位置，由此可推斷（選填"A"或"2"）線圈的匝數(shù)較多。

（2）該實驗中輸入端所接電源最適合的是。

A.220V交流電源

B.12V以內(nèi)低壓直流電源

C.36V安全電壓

D.12V以內(nèi)低壓交流電源

（3）如果把它看作理想變壓器，現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長的絕

緣導線、一只多用電表和低壓交流電源。請完成實驗步驟的填空：

①用絕緣導線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈。

②將（選填"A"或"B"）線圈與低壓交流電源相連接。

③用多用電表的擋分別測量A線圈的輸入電壓〃和繞制線圈的輸出電壓U。

④則A線圈的匝數(shù)為o

【答案】ADA交流電壓庫

【詳解】（1）⑴根據(jù)電阻定律，電阻率和橫截面積相同時，導線越長，電阻越大，A線圈

電阻比3的大，故A線圈匝數(shù)較多。

（2）⑵為保證學生安全，應用12V以內(nèi)低壓交流電源，故選D。

（3）②[3]要測量A線圈的匝數(shù)，所以要把A線圈與低壓交流電源相連接。

③⑷變壓器輸入輸出都是交流電，所以要用交流電壓擋測輸入和輸出電壓。

④⑸根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比，有與=區(qū)解得％=等

2.某同學在實驗室進行探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系的實驗。他準備了可拆變壓

器、多用電表、開關(guān)和導線若干。

（1）實驗需要以下哪種電源;

A.低壓直流電源B.高壓直流電源

C.低壓交流電源D.高壓交流電源

（2）該同學認真檢查電路無誤后，先保證原線圈匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)；再保證副線

圈匝數(shù)不變，改變原線圈匝數(shù)。分別測出相應的原、副線圈電壓值。由于交變電流電壓是變

化的，所以，我們實際上測量的是電壓的__________值（填"有效"或"最大"）。其中一次

多用電表讀數(shù)如圖所示，此時電壓表讀數(shù)為;

（3）理想變壓器原、副線圈電壓應與其匝數(shù)成（填"正比"或"反比"），實驗中

由于變壓器的銅損和鐵損，導致原線圈與副線圈的電壓之比一般（填"大于""小

于"或"等于"）原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。

（4）實驗中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別。原因不可能為

。（填字母代號）

A.原、副線圈上通過的電流發(fā)熱B.鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱

C.變壓器鐵芯漏磁D.原線圈輸入電壓發(fā)生變化

【答案】C有效7.2V正比大于D

【詳解】（1）⑴探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系，應選擇低壓交流電源。故選C。

（2）⑵⑶多用電表測量的交流電壓為有效值，不是最大值；多用電表選用的擋位是交流電

壓的10V擋位，所以應該在0?10V擋位讀數(shù)，所以讀數(shù)應該是7.2V。

U.n,

（3）⑷⑸根據(jù)，可知，理想變壓器原、副線圈電壓應與其匝數(shù)成正比。實驗中由于

U2幾2

變壓器的銅損和鐵損，變壓器的鐵芯損失一部分的磁通量，所以導致副線圈的電壓的實際值

一般略小于理論值，所以導致答＞以。

u2n2

（4）⑹原、副線圈上通過的電流發(fā)熱，鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱，都會使變壓器輸出功

率發(fā)生變化，從而導致電壓比與匝數(shù)比有差別；變壓器鐵芯漏磁，也會導致電壓比與匝數(shù)比

有差別；原線圈輸入電壓發(fā)生變化，不會影響電壓比和匝數(shù)比。故選D。

3.如圖所示為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系的電路圖，我們把兩個線圈套在同一

閉合鐵芯上，一個線圈連接到電源的輸出端，另一個線圈連接到小燈泡上，試回答下列問題：

學生電源

（1）原線圈應連接到學生電源的（選填直流、交流）輸出端；

（2）將與小燈泡相連接的線圈減少一定的匝數(shù)，裝置其他部分不變，繼續(xù)完成實驗，發(fā)現(xiàn)

燈泡亮度將（填"變亮"或"變暗"）。

（3）某同學想用220V交流電作為小型收錄機的電源實驗，他添置了一臺220V/6V變壓器

（如圖所示），看到它上面只有。、6、c、d四個引出線頭，又沒有表明接法的說明書。根

據(jù)我們掌握的有關(guān)知識，可以判定，220V的電源應該接間。（填寫a、d或6、c）

【答案】交流變暗b、c

【詳解】（1）[1]變壓器只能作用于交流電，所以原線圈應連接到學生電源的交流輸出端。

U,n.

（2）[2]副線圈匝數(shù)減少，根據(jù)變壓器原副線圈的電壓關(guān)系#可知，副線圈的電壓降

U?n2

低，所以燈泡會變暗。

（3）⑶根據(jù)線圈匝數(shù)與電壓的關(guān)系可得，220V的電源應該接b、c間。

4.利用如圖所示的裝置可以探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系:

變壓器鐵芯

線‘圈?

變壓器鐵芯

甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變壓器

（1）除圖中所示器材外，還需要的器材有;

A.干電池B.低壓交流電源C.直流電壓表D.多用電表

（2）下列說法正確的是；

A.變壓器工作時通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈

B.變壓器工作時在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯

起到“傳遞”能量的作用

C.理想變壓器原、副線圈中的磁通量總是相同

D.變壓器副線圈上不接負載時，原線圈兩端電壓為零

（3）由于變壓器工作時有能量損失，實驗測得的原、副線圈的電壓比?應當___________

U2

（選填"大于"、"等于"或者"小于"）原、副線圈的匝數(shù)比"。

【答案】BDBC大于

【詳解】（1）口]實驗中若用干電池變壓器不能互感變壓，必須要有低壓交流電源提供交流

電，B需要；需要用多用表測量電壓，D需要；綜上所述需要的實驗器材為BD；

（2）[2]A.變壓器是通過互感工作，而不是通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈，

故A錯誤；

B.變壓器工作時在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯

起到"傳遞”能量的作用，故B正確；

C.理想變壓器的原副線圈通過鐵芯共用同一個磁場，則兩線圈的磁通量總是相同，磁通量

的變化率也相同，故C正確；

D.變壓器的原線圈兩端電壓由發(fā)電機提供，則副線圈上不接負載時，原線圈兩端的電壓不

變，故D錯誤；

故選BC?

（3）⑶根據(jù)變壓器原理可知原副線圈兩端電壓之比等于原副線圈兩端電壓之比，即變壓器

原、副線圈電壓應與其匝數(shù)成正比，實驗中由于變壓器的銅損、磁損和鐵損，導致變壓器的

鐵芯損失一部分的磁通量，所以副線圈上的電壓的實際值一般略小于理論值，所以原線圈與

副線圈的電壓之比一般大于原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。

5.在"探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系"實驗中，李輝同學采用了如圖所示的可拆

式變壓器進行研究，圖中各接線柱對應的數(shù)字表示倍率為"xlOO匝"的匝數(shù)。

（1）本實驗中，實驗室有下列器材:

A.可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）

B.條形磁鐵

C.多用電表

D.直流電源

E.開關(guān)、導線若干

上述器材在本實驗中不需要的有（填器材料序號），本實驗中還需用到的器材有

（2）實驗中，電源接變壓器原線圈"0"、"8”接線柱，副線圈接"0"、"4"接線柱，當副線圈

所接電表的示數(shù)為4QV,若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應為。

A.12.0VB.10.0VC.8.0VD.2.0VE.2.5V

（3）組裝變壓器時，李輝同學沒有將鐵芯閉合，如圖所示，原線圈接&0V的學生電源，原

副線圈的匝數(shù)比為8：1,副線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的實際讀數(shù)可能是o

A.0VB.0.7VC.1.0VD.64.0V

（4）用匝數(shù)為=400匝和儂=800匝的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如表:

U/V1.802.803.804.90

UbN4.006.018.029.98

根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接交流電源的原線圈是（填加或期）。

【答案】BD低壓交流電源CB

nb

【詳解】（1）⑴變壓器的原理是互感現(xiàn)象的應用，是原線圈磁場的變化引起副線圈感應電

流的變化，所以不需要外界的磁場，故條形磁鐵B不必用到;

⑵如果原線圈中通的是直流電源，則副線圈中不會有感應電流產(chǎn)生，故直流電源C不必用

到，需要用到低壓交流電源，本實驗中還需補充的器材是低壓交流電源；

（2）⑶該變壓器為理想變壓器，根據(jù)理想變壓器的變壓器的規(guī)律可知"=2=

u2n24

Q

%=-x4=8V故選C；

4

（3）⑷根據(jù)理想變壓器的規(guī)律”=忠可以算出的=&％=!'8=1丫但是此處鐵芯為閉合,

故所測得的電壓應小于IV,故選B；

（4）⑸由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應該小于理論變壓值，即"6為輸入端，也為輸出

端。故交流電原線圈為

6.壓力傳感器按用途分類主要是壓力監(jiān)視、壓力測量和壓力控制及轉(zhuǎn)換成其他量的測量。

按供電方式分為壓阻型和壓電型傳感器，前者是被動供電的，需要有外電源，后者是傳感器

自身可以產(chǎn)生電壓，不需要外加電源。為了探究某壓電型壓力傳感器的輸出電流與其所受正

壓力之間的關(guān)系，某興趣小組的同學做了如下實驗，將壓力傳感器水平放置，接入如圖甲所

示的電路，其上放置一與壓力傳感器上表面面積接近的平整薄硬木板（使壓力傳感器上表面

受力均勻），電流表是量程為。?1mA、內(nèi)阻為10。的靈敏電流表。當在木板上放置重物時，

因為壓力傳感器受到正壓力，其兩端將產(chǎn)生輸出電壓，此時壓力傳感器相當于不計內(nèi)阻的電

源，記錄放置不同數(shù)量的重物產(chǎn)生的壓力尸與此時通過電流表的電流/,并繪制/-尸圖像,

已知重物的質(zhì)量均相同，壓力傳感器產(chǎn)生的輸出電壓與受到的正壓力成正比。

圖甲圖乙圖丙

（1）測量結(jié)束后得到重物個數(shù)與所讀的電流表示數(shù)之間的關(guān)系如表格所示，表中數(shù)據(jù)中明

顯存在錯誤的一組是第組。（填重物個數(shù)，重物個數(shù)即為實驗組數(shù)）

重物個數(shù)”/個12345

電流表示數(shù)〃mA0.220.430.60.841.00

（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖乙所示坐標系中描繪出電流隨重物個數(shù)變化的圖線o圖

線不過原點的原因是o

（3）通過查詢實驗所用壓力傳感器的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)銘牌上的參數(shù)顯示其正常工作壓力范圍為

0-500N,對應輸出電壓范圍為0?5V。而實驗室只提供5個100g的重物，|Xg=10m/s2,

若忽略薄硬木板的質(zhì)量，則要想使重物全部放入時靈敏電流表恰好滿偏，則電阻R的阻值應

為Q。

（4）若將兩個相同的壓力傳感器按圖丙方式放置連接（不計傳感器和薄硬木板的重力），

放上相同質(zhì)量的重物后，甲、丙兩圖中電流表示數(shù)之比為。

【答案】3薄硬木板對壓力傳感器產(chǎn)生壓力401：2

【詳解】（1）［1］通過觀察五組電流數(shù)據(jù)中有四組數(shù)據(jù)讀到了0.01mA,說明該電流表的分度

值為0.1mA,第3組數(shù)據(jù)只讀到0.1mA,說明讀數(shù)時有明顯錯誤。

（2）⑵根據(jù)表格數(shù)據(jù)作出圖像如圖所示

f7/mA

012345n

⑶設每個重物的質(zhì)量為相，平整薄硬木板的質(zhì)量為外,壓電型傳感器受到的壓力為

F=nmg+mog

產(chǎn)生的電動勢E滿足E=必=左（如固+/g）根據(jù)閉合電路歐姆定律得/=拜］聯(lián)立解得

/=架）+1等由此可知圖像不過坐標原點的原因是薄硬木板有質(zhì)量，對壓力傳感器產(chǎn)

K+rK+r

es

生壓力。

（3）⑷由題意得500N的壓力對應輸出電壓為5V,則在5個重物（總重力為5N）作用下

的輸出電壓為0。5V,由歐姆定律得U=I（r+R）聯(lián)立解得R=40。

（4）⑸當重物產(chǎn)生的壓力為穌時，圖丙中每個傳感器上的壓力均為演，即相當于兩個電源

串聯(lián)在一起，則圖丙中輸出電壓為圖甲中輸出電壓的2倍，故甲、丙兩圖中電流表示數(shù)之比

為1：2=

7.某同學制作一個簡易的溫控裝置，實驗電路如圖甲，繼電器與熱敏電阻與、滑動變阻器

R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流達到或超過30mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加

熱，實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約為20。，熱敏電阻的阻值R,,隨溫度r變化的關(guān)系如圖乙所

示：

（1）提供的實驗器材有：電源E（12V）,內(nèi)阻不計、滑動變阻器R/（0-200C）、滑動變

阻器以（0-400Q）,熱敏電阻R,、繼電器、電阻箱0-999.9。、開關(guān)S、導線若干。要啟動

繼電器，則電路中的總電阻需滿足：R繼電繳R+RSQ。為使該裝置實現(xiàn)對30-80℃

之間任一溫度的控制，滑動變阻器R應選用（選填R/或4）。

（2）如果要把溫控裝置設置為50℃,應先用電阻箱替代熱敏電阻，把電阻箱數(shù)值調(diào)至

。，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，直至繼電器的銜鐵被吸合。然后斷開開關(guān),

再重新把熱敏電阻替換電阻箱。

（3）該溫控裝置在（填"低溫區(qū)域"或"高溫區(qū)域"）靈敏度更高。甲乙兩位同學

就提高該溫控裝置的靈敏度方案進行了討論：甲同學認為應該換一個24V的電源，電動勢

越大越容易驅(qū)動電磁繼電器，可以提高溫控裝置的靈敏度；乙同學則認為應該換一個6V的

電源，這樣使繼電器啟動的電阻更小，熱敏電阻占總電阻的比例增大，其控制效果更好。你

認為（填甲或乙）同學的分析更有道理。

【答案】400Ri80低溫區(qū)域甲

【詳解】（1）⑴⑵當繼電器的電流達到或超過30mA時，才能吸合，所以

E

>30mA

R^+R+Rt

則4電器+R+K4荻而。=400。結(jié)合繼電器的電阻，熱敏電阻的最大為200。，所以滑

動變阻器選K；

（2）[3]由圖乙看出，當溫度為50℃,熱敏電阻R,=8OQ,用電阻箱替代熱敏電阻，所以把

電阻箱數(shù)值調(diào)到80Q；

（3）⑷⑸從圖乙看出，高溫區(qū)電阻的變化比較平緩，即較大的溫度變化才能引起一定的電

流變化，而在低溫區(qū)，較小的溫度變化就能導致較大的電阻變化，從而使得電流發(fā)生較大的

變化，所以低溫區(qū)域靈敏度高；若要提高靈敏度，只有電阻變化較小時引起較大的電流變化,

所以換一個24V的電源可達到目的，則甲同學說法正確。

8.如圖甲所示為一利用光敏電阻測量儲液罐中液面高度裝置的示意圖。當罐中裝滿液體時,

液面與出液口高度差為/7,罐外有一豎直放置的管，管內(nèi)一側(cè)有沿豎直線排列的多個光敏電

阻，另一側(cè)有一列光強穩(wěn)定的光源。液面上一浮塊與一塊遮光板通過定滑輪相連，遮光板可

隨浮塊的升降在管內(nèi)上下運動，光敏電阻的總長度和遮光板的總長度都為山當儲液罐內(nèi)裝

滿液體時，遮光板的上沿與最下面的光敏電阻的下邊緣等高，管內(nèi)的光均勻地照射在光敏電

阻上，光敏電阻和儀表相連。現(xiàn)要求設計一電路以利用上述裝置測量液面的高度。

為將問題簡化，假設管內(nèi)只有3個光敏電阻R/、R2、Rs,分別位于管的上端、下端和中央;

它們的暗電阻均為R=10kQ,被管內(nèi)光源照亮時電阻均為R'=1.0kQ。給定的儀器還有：直

流電源E（電動勢為9V,電阻不計），3個定值電阻，阻值分別為R=2.5kQ,R=1.8kQ,

R6=1.5kQ；電壓表V（量程為。?3V,內(nèi)阻可視為無窮大），開關(guān)一個，導線若干。

要求：當罐內(nèi)裝滿液體時，電壓表恰好為滿量程。

（I）如圖乙所示為某次電壓表的示數(shù)為V。

（2）選擇合適的定值電阻，在如圖丙所示虛線框內(nèi)畫出電路圖，并用題中給定的符號標明

圖中各元件=

（3）液面與出液口等高時電壓表的示數(shù)為V。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）若管內(nèi)的光強變暗，使得光敏電阻被照亮時的阻值變?yōu)?.2kQ,則定值電阻的阻值應

變?yōu)閗Q,便可達到題目要求。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【答案】1.400.431.8

【詳解】（1）四電壓表量程為。?3V,每小格表示0.1V,指針示數(shù)為1.40V。

（2）⑵當罐內(nèi)裝滿液體時，3個光敏電阻均受到光照射，電阻均為l.OkQ,可把三個光敏電

阻串聯(lián)后再與定值電阻Rt串聯(lián)，接在直流電源兩端，把電壓表接在定值電阻兩端，則有

R,U,,

3R,+R=豆故Rx=L5kQ

電壓表應與電阻用并聯(lián)構(gòu)成電路，當罐內(nèi)裝滿液體時，電壓表恰好為滿量程。電路圖如圖

所示

（3）⑶當液面與出液口等高時，光源完全被遮光板遮住，此時三個光敏電阻的阻值均為

E

10kQ,則電壓表的示數(shù)為U=

3K+K6

（4）⑷若光敏電阻被照亮時的阻值變?yōu)?.2kQ,為使電壓表滿量程，則定值電阻的阻值變

為Rx,R%滿足

ER'

3V=R：+3x；2kQ解得L8kQ

9.炎熱的夏季，養(yǎng)殖戶用自動控溫通風系統(tǒng)對養(yǎng)殖場進行控溫。要求當養(yǎng)殖場內(nèi)的溫度升

高到27回時，通風系統(tǒng)立即啟動。某同學設計的通風系統(tǒng)工作原理如圖甲所示：虛線框內(nèi)的

兩接線柱間接測溫電阻R%當R/兩端的電壓升高到3V時，控制電路恰能啟動通風系統(tǒng)，

低于3V時，通風系統(tǒng)立即停止工作。

提供的器材為：

直流電源（電動勢E=5V,內(nèi)阻忽略不計）；

電阻箱處、R2（阻值范圍均為099999.9Q）；

控制電路模塊（電阻可視為無窮大）；

兩測溫電阻Rr/、Rn（工作特性分別如圖乙、丙所示）。

根據(jù)原理，選擇器材，并完成調(diào)試:

通風系統(tǒng)

JI

測限電阻反控賈矍路

（1）圖甲中測溫電阻應選用（選填"R"'或"RM）；

（2）接好測溫電阻后，為實現(xiàn)27團時開啟通風系統(tǒng)，對電路進行調(diào)試，先將開關(guān)L撥到觸

點、b,并將電阻箱&的阻值調(diào)至_____kQ、電阻箱照的阻值調(diào)至_______kQ,再閉合開關(guān)Ki,

測試通風系統(tǒng)能否正常工作。若能正常工作，再將開關(guān)％撥回觸點a即可。（本問結(jié)果均

保留2位有效數(shù)字）

（3）若長時間使用電阻箱R/老化后的電阻率會變大，若不對其阻值進行調(diào)整，當通風系統(tǒng)

再次啟動時，養(yǎng)殖場內(nèi)的實際溫度要（選填"高"或"低"）于設定的啟動溫度27機

【答案】RTI12kQ18k。低

【詳解】(1)[1]由于當4兩端的電壓升高到3V時，控制電路恰能啟動通風系統(tǒng)，低于3V

時，通風系統(tǒng)立即停止工作。則測溫電阻的阻值必定隨溫度的升高而減小，則圖甲中測溫電

阻應選用RTI.

(2)⑵⑶由圖乙可知，溫度為27回時&i=12kC為實現(xiàn)27回時開啟通風系統(tǒng)，對電路進行

調(diào)試，先將開關(guān)“撥到觸點b,并將電阻箱上的阻值調(diào)至12kQ,此時R/兩端電壓U/=3V

[7,