高中物理人教版 (2019)選擇性必修第二冊2 常見傳感器的工作原理及應(yīng)用優(yōu)秀課時(shí)訓(xùn)練-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?5.2 常見傳感器的工作原理及應(yīng)用
基礎(chǔ)知識梳理

一、光敏電阻
光敏電阻在被光照射時(shí) 發(fā)生變化，光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè) 轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè) ．
二、金屬熱電阻和熱敏電阻
1．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而，利用這一特性，金屬絲可以制作成，稱為．
2．熱敏電阻：用材料制成，氧化錳制成的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而．
三、電阻應(yīng)變片
1．電阻應(yīng)變效應(yīng)：金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻也隨之的現(xiàn)象．
2．電阻應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片有電阻應(yīng)變片和電阻應(yīng)變片，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的．
3．電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè) 轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè) ．
【參考答案】電阻光學(xué)量電學(xué)量增大溫度傳感器熱電阻半導(dǎo)體減小變化金屬
半導(dǎo)體壓阻效應(yīng) 力學(xué)量電學(xué)量
典型例題分析

考點(diǎn)一：光敏電阻
【例1】光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，現(xiàn)將光敏電阻R、數(shù)字電流表A、電源E按圖連接，閉合開關(guān)S，當(dāng)太陽光直接照射光敏電阻R時(shí)，電流表示數(shù)為I1；當(dāng)用課本擋住直射到光敏電阻R上的太陽光時(shí)，電流表的示數(shù)為I2；當(dāng)用黑紙把光敏電阻R完全包裹起來時(shí)，電流表的示數(shù)為I3，則I1、I2、I3的關(guān)系為（　　）

A．I1>I2>I3 B．I1=I2=I3
C．I1I3
故選A。
【變式練習(xí)】
1．如圖所示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取洌瑒t可判斷（　?。?br />
A．θ′=θ B．θ′θ D．不能確定θ和θ′的關(guān)系
【答案】B
【詳解】光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，開始時(shí)有光照射，光敏電阻的阻值較小，當(dāng)手掌擋住部分光線時(shí)，光敏電阻的阻值增大，因?yàn)闅W姆表的零刻度在表盤的右側(cè)，所以歐姆表測電阻時(shí)，阻值越大，指針張角越小。故選B。
2．在“傳感器的簡單應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)中，用光照射半導(dǎo)體做成的光敏電阻時(shí)，光敏電阻的阻值將（????）
A．大大增大
B．保持不變
C．大大減小
D．如何變化不能確定
【答案】C
【詳解】光照到光敏電阻上，使電阻導(dǎo)電能力增強(qiáng)，所以電阻阻值會大大減小，C正確。故選C。
考點(diǎn)二：熱敏電阻
【例2】某同學(xué)想用一只半導(dǎo)體熱敏電阻制作一支能測量水溫的溫度計(jì)。他查閱資料獲得了圖1所示的該熱敏電阻的特性曲線，并設(shè)計(jì)了圖2所示的溫度計(jì)電路，圖中，電壓表的量程是，電源電動(dòng)勢恒定，內(nèi)阻可不計(jì)。他的制作目標(biāo)是溫度計(jì)的測量范圍是，且水溫時(shí)電壓表指針偏轉(zhuǎn)達(dá)到最大位置。則（　?。?br />
A．電源的輸出電壓為 B．水溫越高，電壓表的示數(shù)越小
C．電壓表的0刻度對應(yīng)水溫 D．水溫時(shí)電壓表的示數(shù)為
【答案】D
【詳解】A．根據(jù)圖像可知，水溫時(shí)

此時(shí)電壓表指針偏轉(zhuǎn)達(dá)到最大位置，即3V，根據(jù)題意可知

解得

內(nèi)阻不計(jì)，所以電源輸出電壓為6V，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)

可知，水溫越高，熱敏電阻阻值越小，電壓表的示數(shù)越大，故B錯(cuò)誤；C．水溫時(shí)

根據(jù)

故C錯(cuò)誤；D．水溫時(shí)

根據(jù)

故D正確。故選D。
【變式練習(xí)】
1．利用熱敏電阻在通以恒定電流（實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為）時(shí)，其阻值隨溫度的變化關(guān)系（如圖甲所示）可以制作電子溫度計(jì)。把恒壓直流電源、熱敏電阻、可變電阻、電流表、電壓表連成如圖乙所示的電路。用熱敏電阻作測溫探頭，把電壓表的電壓刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個(gè)簡易的電子溫度計(jì)。下列說法正確的是（　　）

A．電壓較高時(shí)表示溫度也較高
B．該電子溫度計(jì)表盤上溫度的刻度是均勻的
C．當(dāng)熱敏電阻的溫度升高時(shí)，應(yīng)將的阻值調(diào)大
D．每升高相同的溫度，熱敏電阻的阻值變化均相等
【答案】C
【詳解】A．根據(jù)題意可知，電路通有恒定的電流，溫度越高，由圖甲可知，阻值越小，由可知，熱敏電阻兩端的電壓越小，故A錯(cuò)誤；B．由上述分析可知，電壓表的示數(shù)為

由甲圖可知，阻值與溫度不是線性關(guān)系，則電子溫度計(jì)表盤上溫度的刻度不是均勻的，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)熱敏電阻的溫度升高時(shí)，阻值減小，要保證電路中電流恒定，則增大，即將的阻值調(diào)大，故C正確；D．由甲圖可知，阻值與溫度不是線性關(guān)系，每升高相同的溫度，熱敏電阻的阻值變化不相等，故D錯(cuò)誤。故選C。
2．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（　?。?br />
A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻
B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻
C．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻
D．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻
【答案】C
【詳解】定值電阻阻值不隨溫度以及光照強(qiáng)度的變化而變化；熱敏電阻阻值隨溫度的變化而變化；光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化；A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件可能是定值電阻，也可能是光敏電阻，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻，選項(xiàng)C正確；D．用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件可能是定值電阻，也可能是熱敏電阻，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。
考點(diǎn)三：金屬熱電阻
【例3】如圖，在電路中接一段鎢絲（從舊白熾燈中取出），閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時(shí)燈泡亮度明顯變暗，根據(jù)鎢絲的上述特性，可用鎢絲來制作一個(gè)溫度傳感器，下面的說法中正確的是（　　）

A．該傳感器利用了鎢絲的化學(xué)性質(zhì)
B．該傳感器的原理是把電學(xué)量（電阻）轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量（溫度）
C．該傳感器的敏感元件是鎢絲，轉(zhuǎn)換元件是燈泡
D．該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性
【答案】D
【詳解】BD．由題可知，鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大，利用該特性制作的溫度傳感器，能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，故D正確，B錯(cuò)誤；AC．該傳感器利用了鎢絲的物理性質(zhì)，敏感元件和轉(zhuǎn)換元件都是鎢絲，故AC錯(cuò)誤。?故選D。
【變式練習(xí)】
1．下列有關(guān)傳感器的敘述中正確的是（　　）
A．自動(dòng)門上安裝了紅外線傳感器，紅外線傳感器就是溫度傳感器
B．干簧管是將磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電阻的一種元件
C．與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的靈敏度差，測溫范圍小
D．壓電晶體的敏感元件就是轉(zhuǎn)換元件
【答案】D
【詳解】A．自動(dòng)門上安裝了紅外線傳感器，紅外線傳感器是依靠物體發(fā)出的紅外線來工作的，與溫度傳感器不同，A錯(cuò)誤；B．干簧管能夠感知磁場，相當(dāng)于開關(guān)，B錯(cuò)誤；C．與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的靈敏度差，測溫范圍大，C錯(cuò)誤；D．壓電晶體的敏感元件同時(shí)兼為轉(zhuǎn)換元件，D正確。故選D。
2．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（　?。?br /> A．金屬材料不可以制成傳感器
B．光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體材料制成的
C．傳感器都是通過感知電阻的變化來傳遞信號的
D．以上說法都不正確
【答案】D
【詳解】A．溫度傳感器可以用金屬絲制作。A錯(cuò)誤；B．光敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成的，熱敏電阻有的是用金屬制成。B錯(cuò)誤；C．根據(jù)原理不同，傳感器可以通過感知電阻變化、電容變化、電感變化等來傳遞信號。C錯(cuò)誤。D．根據(jù)以上分析可知，D正確。故選D。
考點(diǎn)四：霍爾元件
【例4】下列說法不正確的是（　?。?br /> A．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器
B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差
C．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這一電學(xué)量的傳感器
D．熱敏電阻是把熱量這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量
【答案】D
【詳解】A．利用雙金屬片溫度傳感器，可以控制電熨斗的溫度，故A正確；B．金屬熱電阻由金屬材料制成，其化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差，故B正確；C．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這一電學(xué)量的傳感器，故C正確；D．熱敏電阻是把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，故D不正確。
本題選不正確的，故選D。
【變式練習(xí)】
1．下列有關(guān)傳感器的判斷正確的是（?????）
A．傳感器是將電學(xué)量（電壓、電流等）轉(zhuǎn)化成非電學(xué)量（壓力、溫度、位移等）的裝置
B．把霍爾元件放入磁場中，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在元件的電極間產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢
C．金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而減小
D．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器
【答案】D
【詳解】A．傳感器是將非電學(xué)量（壓力、溫度、位移等）轉(zhuǎn)化成電學(xué)量（電壓、電流等）的裝置，故A錯(cuò)誤；B．把霍爾元件放入磁場中，載流子在洛倫茲力的作用下偏轉(zhuǎn)，使霍爾元件的上、下兩面出現(xiàn)電勢差，故B錯(cuò)誤；C．金屬熱電阻的阻值率隨溫度的升高而增大，故C錯(cuò)誤；D．干簧管是磁控開關(guān)，故D正確。
故選D。
2．關(guān)于傳感器的下列說法正確的是（）
A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號
B．電熨斗能自動(dòng)控制溫度主要利用了雙金屬片中兩片金屬的膨脹系數(shù)相同
C．霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量
D．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，溫度升高，它的電阻值變大
【答案】C
【詳解】A．話筒是一種常用的聲傳感器，話筒一端接收聲音，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號，另一端是將聲音信號轉(zhuǎn)為電信號，故A錯(cuò)誤；B．電熨斗能自動(dòng)控制溫度主要利用了雙金屬片中兩片金屬的膨脹系數(shù)不同，溫度變化時(shí)，總體形變和膨脹系數(shù)大的材料形變方向相同，從而控制電路，故B錯(cuò)誤；C．霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量，其原理帶電粒子在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在極板間產(chǎn)生電勢差，故C正確；D．半導(dǎo)體熱敏電阻屬半導(dǎo)體材料，溫度升高，它的電阻值變小，故D錯(cuò)誤．
考點(diǎn)五：溫度傳感器
【例5】傳感器種類繁多，已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活中。下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（　?。?br /> A．酒精檢測儀應(yīng)用了葡萄糖生物傳感器
B．電飯鍋使用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制溫度
C．電腦所用的光電鼠標(biāo)主要采用聲傳感器
D．電子秤所使用的測力裝置主要使用了磁傳感器
【答案】B
【詳解】A．酒精檢測儀應(yīng)用了酒精生物傳感器。故A錯(cuò)誤；B．電飯鍋使用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制溫度。故B正確；C．電腦所用的光電鼠標(biāo)主要采用光傳感器。故C錯(cuò)誤；D．電子秤所使用的測力裝置主要使用了壓力傳感器。故D錯(cuò)誤。故選B。
【變式練習(xí)】
1．傳感器已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（　　）
A．給貨車稱重的地磅使用了光傳感器
B．酒店大廳的自動(dòng)門使用了力傳感器
C．空調(diào)的控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器
D．夜間自動(dòng)打開的路燈使用了紅外線傳感器
【答案】C
【詳解】A．給貨車稱重的地磅使用了力傳感器，上下應(yīng)變片發(fā)生形變，使電阻變化，輸出兩個(gè)應(yīng)變片電壓差值來反映力的大小，A錯(cuò)誤；B．酒店大廳的自動(dòng)門使用了紅外線傳感器，B錯(cuò)誤；C．空調(diào)的控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器，C正確；D．夜間自動(dòng)打開的路燈使用了光傳感器，D錯(cuò)誤。故選C。
2．下列關(guān)于傳感器的說法中正確的是（　　）
A．電子秤應(yīng)用的是光傳感器
B．自動(dòng)調(diào)溫的空調(diào)應(yīng)用的是壓力傳感器
C．霍爾元件能夠把電學(xué)量轉(zhuǎn)換為磁學(xué)量
D．電飯鍋通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制
【答案】D
【詳解】A．電子秤應(yīng)用的是壓力傳感器，故A錯(cuò)誤；B．自動(dòng)調(diào)溫的空調(diào)應(yīng)用的是溫度傳感器，故B錯(cuò)誤；C．霍爾元件能夠把磁學(xué)量（磁感應(yīng)強(qiáng)度）轉(zhuǎn)換為電學(xué)量（霍爾電壓），故C錯(cuò)誤；D．電飯鍋通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，故D正確。故選D。
方法探究

一、光敏電阻及其應(yīng)用
1．光敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)，載流子增多，導(dǎo)電性能明顯增強(qiáng)，光敏電阻把光照的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電阻的大小．
2．光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而明顯減?。軌虬压庹諒?qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量．
二、金屬熱電阻和熱敏電阻及其應(yīng)用
1．金屬熱電阻：金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，如圖線①所示．
2．熱敏電阻
(1)熱敏電阻指用半導(dǎo)體材料制成，電阻值隨溫度變化發(fā)生明顯變化的電阻．如圖線②所示為某熱敏電阻的電阻—溫度特性曲線．

(2)熱敏電阻分正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩類，電阻值隨溫度升高而增大的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻；電阻值隨溫度升高而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻．常用的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻．
課后小練

一、單選題
1．關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是（　?。?br /> A．應(yīng)變片多用半導(dǎo)體材料制成
B．當(dāng)應(yīng)變片的表面被拉伸時(shí)，其電阻變小
C．傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓
D．外力越大，輸出的電壓差值越小
【答案】A
【詳解】A．應(yīng)變片是一種敏感元件，多用半導(dǎo)體材料制成，選項(xiàng)A正確；B．當(dāng)應(yīng)變片的表面被拉伸時(shí)，其電阻變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．應(yīng)變式力傳感器輸出的是應(yīng)變片上、下表面上電壓的差值，外力越大，彎曲形變越大，應(yīng)變片的電阻變化就越大，如果讓應(yīng)變片中通過的電流保持恒定，那么上面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下面應(yīng)變片兩端的電壓變小。傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出，外力越大輸出的電壓差值也就越大，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。故選A。
2．下列關(guān)于傳感器的說法中錯(cuò)誤的是（　?。?br /> A．霍爾元件能夠把電學(xué)量轉(zhuǎn)換為磁學(xué)量 B．自動(dòng)調(diào)溫的空調(diào)應(yīng)用的是溫度傳感器
C．電子秤應(yīng)用的是壓力傳感器 D．電飯鍋通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制
【答案】A
【詳解】A．霍爾元件能夠把磁學(xué)量（磁感應(yīng)強(qiáng)度）轉(zhuǎn)換為電學(xué)量（霍爾電壓），故A錯(cuò)誤；B．自動(dòng)調(diào)溫的空調(diào)應(yīng)用的是溫度傳感器，故B正確；C．電子秤應(yīng)用的是壓力傳感器，故C正確；D．電飯鍋通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選A。
3．智能手機(jī)的防誤觸功能表現(xiàn)為當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵接聽電話時(shí)，手機(jī)會自動(dòng)關(guān)閉屏幕從而達(dá)到防誤觸的目的，下列哪一組傳感器可實(shí)現(xiàn)這一功能（　?。?br /> A．聲傳感器和壓力傳感器 B．聲傳感器和溫度傳感器
C．光傳感器和位移傳感器 D．壓力傳感器和加速度傳感器
【答案】C
【詳解】當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵附近接聽電話時(shí)，改變了位移，并且耳朵可能擋住了光線，所以可能用到的傳感器為光傳感器和位移傳感器。當(dāng)人將手機(jī)靠近耳朵附近接聽電話時(shí)，沒有磁場的變化，也沒有產(chǎn)生特別的壓力，C正確。故選C。
4．傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置，下列說法正確的是（　?。?br /> A．半導(dǎo)體材料可以制成光敏電阻，有光照射時(shí)其阻值將減小
B．干簧管可以起到開關(guān)作用，“操縱”開關(guān)的是電場
C．電容式位移傳感器是通過改變兩極板間距改變電容的
D．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號
【答案】A
【詳解】A．光敏電阻屬于敏感元件，由半導(dǎo)體材料制成，有光照射時(shí)其阻值將減小，故A正確；B．干簧管時(shí)一種能夠感知磁場的傳感器，“操縱”開關(guān)的是磁場，故B錯(cuò)誤；C．電容式位移傳感器是通過通過改變電介質(zhì)，來改變電容器的電容，故C錯(cuò)誤；D．話筒使用了聲音傳感器，其作用是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，故D錯(cuò)誤。故選A。
5．某電子秤的原理簡圖如圖所示。AB為一均勻的滑動(dòng)變阻器，長度為L，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，輕質(zhì)彈簧上端與P1及秤盤底部相連，下端固定。彈簧原長時(shí)P1、和P2均指在A端。若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過放大，通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上就能顯示出被稱物體的質(zhì)量。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，托盤質(zhì)量為，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)。重力加速度為g。在托盤上未放物體時(shí)需要先校準(zhǔn)零點(diǎn)，即未放被稱物體時(shí)電壓為零。則（??）

A．校準(zhǔn)零點(diǎn)時(shí)，不需要移動(dòng)滑動(dòng)頭P2
B．校準(zhǔn)零點(diǎn)時(shí)，兩滑動(dòng)頭間的距離為
C．滑動(dòng)頭P1滑至B端時(shí)，被稱物體的質(zhì)量為
D．被稱物體的質(zhì)量m與兩滑動(dòng)頭間電壓U的關(guān)系為
【答案】D
【詳解】AB．未放被稱物體時(shí)電壓為零，即P1、P2兩點(diǎn)等勢，校準(zhǔn)零點(diǎn)時(shí)，需要移動(dòng)滑動(dòng)頭P2，讓兩滑動(dòng)頭間的距離為0，故AB錯(cuò)誤；C．放被稱物體質(zhì)量為m1時(shí)P1滑至B端，則有

解得

故C錯(cuò)誤；D．未放被稱物體時(shí)，兩滑動(dòng)頭P1、P2距A點(diǎn)的距離為x0

放被稱物體質(zhì)量為m時(shí)，兩滑動(dòng)頭P1、P2間距離為x，有

由歐姆定律知兩滑動(dòng)頭P1、P2間的電壓為

又由

聯(lián)立解得

故D正確。故選D。
6．圖甲表示某種電阻R隨攝氏溫度t變化的圖像。把這個(gè)電阻接入如圖乙中電路，用這個(gè)電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到一個(gè)簡單的電阻溫度計(jì)，則（　?。?br />
A．t1應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上
B．t1應(yīng)標(biāo)在電流較小的刻度上
C．通過電流表的電流與溫度呈線性關(guān)系
D．通過電流表的電流隨溫度的升高而增大
【答案】A
【詳解】AB．由題圖甲可知，隨著溫度的升高，電阻R的阻值增大，電路中的電流減??；反之，溫度降低，阻值減小，電流增大。當(dāng)溫度為t1時(shí)，整個(gè)電路的電阻最小，電流最大，故t1應(yīng)標(biāo)在電流較大的刻度上，A正確，B錯(cuò)誤；CD．從題圖甲中可知，電阻阻值可表示為
R＝R0＋kt
根據(jù)歐姆定律
I＝＝
可知通過電流表的電流與溫度呈非線性關(guān)系，I隨t的升高而減小，C、D錯(cuò)誤。故選A。
7．某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個(gè)是定值電阻，另一個(gè)是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)開啟低水位預(yù)警；當(dāng)a、b兩端的電壓小于（、為定值）時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是（　?。?br />
A．
B．為壓力傳感器
C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時(shí)的水位越低
D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時(shí)的水位越高
【答案】C
【詳解】AB．題意可知水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小?？刂崎_關(guān)自動(dòng)開啟低水位預(yù)警，此時(shí)水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于a、b兩端此時(shí)的電壓大于，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分部特點(diǎn)可知，為壓力傳感器，故高水位時(shí)壓力傳感器的電阻值越小，壓力傳感器兩端電壓變小，，AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，a、b兩端的電壓為

若定值電阻的阻值越大，當(dāng)開啟低水位預(yù)警時(shí)a、b兩端的電壓大于時(shí)，壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低；當(dāng)a、b兩端的電壓小于時(shí)開啟高水位預(yù)警時(shí)，壓壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低。C正確，D錯(cuò)誤。故選C。
8．如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖，罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，下列說法正確的是（　?。?br />
A．進(jìn)入罩內(nèi)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(bào)
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(bào)
C．進(jìn)入罩內(nèi)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(bào)
D．以上說法均不正確
【答案】C
【詳解】發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)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(bào)。故選C。
二、多選題
9．教學(xué)樓過道燈是由聲傳感器和光傳感器同時(shí)來控制的，在夜晚天黑時(shí)，用力拍掌燈就亮了；而白天怎樣用力拍掌，燈都不能亮．其原理圖如圖所示，下列關(guān)于聲傳感器和光傳感器的說法正確的（????）

A．白天有光照時(shí)，光傳感器自動(dòng)閉合
B．夜晚無光照時(shí)，光傳感器自動(dòng)閉合
C．有人走動(dòng)或發(fā)出聲音時(shí)，聲傳感器自動(dòng)閉合
D．無人走動(dòng)或沒有聲音時(shí)，聲傳感器自動(dòng)閉合
【答案】BC
【詳解】天亮?xí)r光控開關(guān)自動(dòng)斷開，天黑時(shí)閉合,有人走動(dòng)發(fā)出聲音，聲控開關(guān)閉合；兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合，燈就會自動(dòng)亮，所以兩個(gè)開關(guān)應(yīng)相互影響同時(shí)符合閉合條件。故選BC。
10．如圖所示為一保溫箱溫度報(bào)警器的簡化電路圖，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，不計(jì)電壓表和電流表內(nèi)阻對電路的影響，當(dāng)電鍵閉合后，兩小燈泡（電阻保持不變）均能發(fā)光，為熱敏電阻（阻值隨溫度的升高而減小），下列說法正確的是（　?。?br />
A．當(dāng)保溫箱的溫度升高時(shí)，電流表A的讀數(shù)變大
B．當(dāng)保溫箱的溫度升高時(shí)，燈泡變暗、變亮
C．電壓表V的讀數(shù)變小，說明保溫箱的溫度降低
D．不管保溫箱的溫度升高還是降低，電壓表的讀數(shù)變化量和電流表的讀數(shù)變化量之比不變
【答案】ABD
【詳解】AB．當(dāng)保溫箱的溫度升高時(shí)，R1的阻值減小，外電路總電阻減小，干路電流增大，電流表A的讀數(shù)變大，燈泡L2變亮，電源的內(nèi)電壓增加，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知燈泡L1兩端電壓減小，L1變暗。故AB正確；C．根據(jù)閉合電路歐姆定律得知路端電壓讀數(shù)變小時(shí)，意味著外電路電阻減小，即熱敏電阻的阻值減小，依題意可知保溫箱的溫度升高了。故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)

可知，電壓表的讀數(shù)變化量和電流表的讀數(shù)變化量之比為

故D正確。故選ABD。
11．藥物生產(chǎn)車間需要嚴(yán)格控制室內(nèi)溫度范圍，盡量保證較小的溫度波動(dòng)。如圖是某監(jiān)控溫度波動(dòng)的報(bào)警原理圖，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，當(dāng)報(bào)警器兩端的電壓變化量超出設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器就會自動(dòng)報(bào)警。下列說法正確的是（???）

A．溫度升高，報(bào)警器兩端電壓減小
B．溫度降低，熱敏電阻的熱功率一定增大
C．滑動(dòng)變阻器取值大，報(bào)警器不容易報(bào)警
D．滑動(dòng)變阻器取值與報(bào)警器是否容易報(bào)警無關(guān)
【答案】AC
【詳解】A．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小，總電流增大，內(nèi)電壓增大，根據(jù)閉合電路的規(guī)律可知，報(bào)警器兩端電壓減小，A正確；B．溫度降低，熱敏電阻的阻值增大，根據(jù)閉合電路的規(guī)律可知，通過熱敏電阻的電流減小，由
P = I2R
熱敏電阻的熱功率不一定增大，B錯(cuò)誤；CD．若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值大，則熱敏電阻的阻值變化一定時(shí)，報(bào)警器兩端的電壓變化量小，不容易報(bào)警，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。
三、解答題
12．圖甲是利用位移傳感器測量速度的示意圖。這個(gè)系統(tǒng)由發(fā)射器A與接收器B組成，發(fā)射器A能夠發(fā)射紅外線和超聲波信號，接收器B可以接收紅外線和超聲波信號。發(fā)射器A固定在被測的運(yùn)動(dòng)物體上，接收器B固定在桌面上。測量時(shí)A向B同時(shí)發(fā)射一個(gè)紅外線脈沖和一個(gè)超聲波脈沖（即持續(xù)時(shí)間很短的一束紅外線和一束超聲波）。已知實(shí)驗(yàn)時(shí)超聲波傳播速度約為300m/s，紅外線的傳播速度約為3.0×108m/s（由于A、B距離近，紅外線傳播速度太快，紅外線的傳播時(shí)間可以忽略）。請根據(jù)以上數(shù)據(jù)和下表數(shù)據(jù)回答下面的問題:
紅外線接收時(shí)刻
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
超聲波接收時(shí)刻
0.101
0.202
0.303
0.404
0.505
（1）小車是靠近接收器還是遠(yuǎn)離接收器?請說明理由。
（2）估算小車在0.4s末的瞬時(shí)速度大小。
（3）如圖乙所示，若發(fā)射和接收裝置都安裝在C上，信號由C發(fā)出，經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)的小車D反射后再由C接收，這樣只利用超聲波信號就可以測量小車速度了。若第一個(gè)信號發(fā)射時(shí)刻為0.3s末，經(jīng)過0.004s接收到反饋信號；然后在第0.5s發(fā)射了第二個(gè)信號，再經(jīng)過0.006s接收到反饋信號。請根據(jù)這4個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算小車的速度。

【答案】（1）遠(yuǎn)離，因?yàn)槌暡ń邮盏臅r(shí)間變長；（2）3m/s；（3）1.5m/s
【詳解】（1）小車遠(yuǎn)離接收器，因?yàn)槌暡ń邮盏臅r(shí)間變長；
（2）由數(shù)據(jù)可知小車勻速運(yùn)動(dòng)，0.4s末的速度為

（3）由題意可知，小車在兩次發(fā)射信號之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
t=s=0.201s
運(yùn)動(dòng)的距離為
x=×300m=0.3m
所以小車的速度為
v==m/s≈1.5 m/s
13．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測定風(fēng)力的裝置，其原理如圖所示，迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端N相接，穿在光滑的金屬桿上，彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)k=1300N/m，自然長度，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風(fēng)板面積，工作時(shí)總是正對著風(fēng)吹來的方向，電路中左端導(dǎo)線與金屬桿M端相連，右端導(dǎo)線接在N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良好，限流電阻的阻值，電源電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻，合上開關(guān)，沒有風(fēng)吹時(shí)，彈簧處于原長，電壓表的示數(shù)。如果某時(shí)刻風(fēng)吹迎風(fēng)板使其向左壓縮彈簧，電壓表的示數(shù)變?yōu)椤?br /> （1）求金屬桿單位長度的電阻；
（2）求時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力F。

【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）無風(fēng)時(shí)，電路中的電流為

則此時(shí)金屬桿的電阻為

則金屬桿單位長度的電阻為

（2）當(dāng)傳感器的示數(shù)為時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律

解得此時(shí)金屬桿電阻為

則此時(shí)彈簧長度為

所以彈簧壓縮量為

根據(jù)平衡條件，此時(shí)風(fēng)力為

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