基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練
1．(多選)熱敏電阻與光敏電阻在生活中有很多應(yīng)用，如圖為一個(gè)智慧農(nóng)場(chǎng)利用熱敏電阻與光敏電阻感應(yīng)大棚內(nèi)溫度與光照強(qiáng)度變化的簡(jiǎn)單電路原理圖，RT為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小)，R1為光敏電阻(阻值隨光照強(qiáng)度升高而減小)，R2和R3均為定值電阻，電源電壓保持不變，V為理想電壓表。若發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)增大，可能發(fā)生的情況是( AD )
A．大棚內(nèi)溫度升高
B．大棚內(nèi)溫度降低
C．大棚內(nèi)光照強(qiáng)度增強(qiáng)
D．大棚內(nèi)光照強(qiáng)度減弱
解析：大棚內(nèi)溫度升高，RT阻值減小，根據(jù)串反并同可知與它串聯(lián)的電壓表示數(shù)增大，故A正確；大棚內(nèi)溫度降低，RT阻值增大，根據(jù)串反并同可知與它串聯(lián)的電壓表示數(shù)減小，故B錯(cuò)誤；大棚內(nèi)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，R1阻值減小，根據(jù)串反并同可知與它并聯(lián)的電壓表示數(shù)減小，故C錯(cuò)誤；大棚內(nèi)光照強(qiáng)度減弱，R1阻值增大，根據(jù)串反并同可知與它并聯(lián)的電壓表示數(shù)增大，故D正確；故選AD。
2．為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)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(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx(勒克斯)。
(1)某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在圖所示的坐標(biāo)系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線。
(2)如圖甲所示是街道路燈自動(dòng)控制模擬電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路能達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成電路連接。
(3)用多用電表“×10 Ω”擋，按正確步驟測(cè)量圖中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指針示數(shù)如圖乙所示，則線圈的電阻為_(kāi)140__ Ω。已知當(dāng)線圈中的電流大于或等于2 mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸下。圖中直流電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器有三種規(guī)格可供選擇：R1( 0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3( 0～1 750 Ω，0.1 A)。要求天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇_R3__ (選填“R1”“R2”或“R3”)。為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)豞減小__(選填“增大”或“減小”)滑動(dòng)變阻器的電阻。
答案：(2)如圖所示 (3)140 R3 減小
解析：(2)光敏電阻的電阻值隨照度的增大而減小，所以白天時(shí)光敏電阻的電阻值小，電路中的電流值大，銜鐵將被吸住，動(dòng)觸點(diǎn)與C接通；晚上時(shí)的光線暗，光敏電阻的電阻值大，電路中的電流值小，所以動(dòng)觸點(diǎn)與A接通。所以要達(dá)到晚上燈亮，白天燈滅，則路燈應(yīng)接在A、B之間。
(3)歐姆表的讀數(shù)是先讀出表盤(pán)的刻度，然后乘以倍率，表盤(pán)的刻度是14，倍率是“×10 Ω”，所以電阻值是14×10 Ω＝140 Ω；天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，此時(shí)光敏電阻的電阻值是2.0 kΩ，電路中的電流是2 mA，R＝eq \f(E,I)－R光＝eq \f(6,2×10－3) Ω－2 000 Ω＝1 000 Ω，所以要選擇滑動(dòng)變阻器R3。由于光變暗時(shí)，光敏電阻阻值變大，分得的電壓變大，所以為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)販p小滑動(dòng)變阻器的電阻。
能力提升練
3．(2023·山東棗莊高二期中)電子眼又稱電子警察，它采用感應(yīng)線來(lái)感應(yīng)路面上汽車傳來(lái)的壓力。感應(yīng)線實(shí)質(zhì)是一個(gè)壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時(shí)兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路。如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過(guò)感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示。當(dāng)十字路口紅燈亮?xí)r，電子警察系統(tǒng)啟動(dòng)，若回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，電子眼拍照，認(rèn)定為“闖紅燈”。則當(dāng)紅燈亮?xí)r( A )
A．車輪停在感應(yīng)線上時(shí)，電阻R上的電流為零
B．車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線的過(guò)程中，電容器C的電荷量一直增大
C．車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線的過(guò)程中，電容器C兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變
D．汽車前輪越過(guò)感應(yīng)線后，又倒回到線內(nèi)，不會(huì)被電子眼拍照
解析：車輪停在感應(yīng)線上時(shí)，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒(méi)有電流，故A正確；由乙圖可知，當(dāng)車輪經(jīng)過(guò)時(shí)電流先增大后減小，然后再反向增大最后減小，因電壓是在受壓時(shí)產(chǎn)生的，說(shuō)明電容器先充電后放電，故B錯(cuò)誤；車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線的過(guò)程中，壓電薄膜受到的壓力變化，其產(chǎn)生的電壓變化，則電容器兩端電壓變化，產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；若汽車前輪越過(guò)感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個(gè)脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照，故D錯(cuò)誤。
4．(2022·山東德州市高二期中)某學(xué)校物理興趣小組的同學(xué)用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過(guò)熱自動(dòng)報(bào)警電路”，它由熱敏電阻RT和繼電器組成。如圖甲所示，將熱敏電阻RT安裝在需要探測(cè)溫度的地方，當(dāng)測(cè)溫區(qū)溫度正常時(shí)，某一指示燈亮；當(dāng)測(cè)溫區(qū)溫度達(dá)到或超過(guò)報(bào)警溫度時(shí)，另一個(gè)指示燈亮。圖甲中繼電器的供電電源電動(dòng)勢(shì)E1＝10 V，內(nèi)阻不計(jì)，繼電器線圈用漆包線繞成，線圈電阻為40 Ω，當(dāng)線圈中的電流大于等于50 mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合。圖乙是熱敏電阻RT的阻值隨溫度變化的圖像。

(1)當(dāng)測(cè)溫區(qū)溫度升高時(shí)，繼電器的磁性將_增大__(選填“減小”“不變”或“增大”)；
(2)如果要使報(bào)警電路在測(cè)溫區(qū)溫度超過(guò)40 ℃報(bào)警，需要把可變電阻的阻值調(diào)節(jié)為_(kāi)90__ Ω；當(dāng)測(cè)溫區(qū)溫度超過(guò)40 ℃時(shí)，指示燈_A__亮(選填“A”或“B”)；
(3)若要設(shè)置報(bào)警電路在更高的溫度報(bào)警，下列方案可行的是_BC__。
A．適當(dāng)增大電源電動(dòng)勢(shì)E1
B．適當(dāng)減小電源電動(dòng)勢(shì)E1
C．適當(dāng)調(diào)大可變電阻R1的阻值
D．適當(dāng)調(diào)小可變電阻R1的阻值
解析：(1)電磁鐵電路是一個(gè)串聯(lián)電路，根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻與各個(gè)電阻阻值之間的關(guān)系，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，從坐標(biāo)圖中可以看出R1阻值變小，總電阻也變小，電源電壓不變，通過(guò)電磁鐵的電流變大，因此繼電器的磁性會(huì)增強(qiáng)。
(2)由圖乙可知測(cè)溫區(qū)溫度40 ℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R＝70 Ω
由閉合電路的歐姆定律可得E1＝I(R1＋R＋r)
解得可變電阻的阻值R1＝eq \f(E1,I)－R－r＝90 Ω
當(dāng)測(cè)溫區(qū)溫度超過(guò)40 ℃時(shí)，繼電器的銜鐵將被向上吸合，指示燈A亮。
(3)若要設(shè)置報(bào)警電路在更高的溫度報(bào)警，熱敏電阻阻值更小，而報(bào)警電流為50 mA不變，由I＝eq \f(E1,R1＋R＋r)，可知應(yīng)適當(dāng)降低E1值或增大R1的值，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。
5．(2022·湖南高平高二期中)初中物理學(xué)習(xí)了電磁繼電器，某同學(xué)學(xué)習(xí)了高中物理的傳感器后，用電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等儀器設(shè)計(jì)了一個(gè)高溫報(bào)警器，要求是：正常情況綠燈亮，溫度過(guò)高時(shí)電鈴報(bào)警。電路如圖所示，圖中儀器還不完整。請(qǐng)完成以下問(wèn)題：
(1)圖中的甲還需要放入的元件是_B__；
A．隨溫度升高電阻阻值增大的熱敏電阻
B．隨溫度升高電阻阻值減小的熱敏電阻
(2)電路正確連接之后，該同學(xué)調(diào)試過(guò)程發(fā)現(xiàn)報(bào)警時(shí)溫度比預(yù)期偏高了一點(diǎn)點(diǎn)。為了安全起見(jiàn)，要求在溫度更低一點(diǎn)時(shí)就開(kāi)始報(bào)警，則需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片往_右__(選填“左”或“右”)移動(dòng)一點(diǎn)。
解析：(1)由題意，正常情況綠燈亮，此時(shí)電磁繼電器不工作，即電磁鐵磁性較小，通過(guò)電磁鐵的電流較小，所以在正常溫度時(shí)，甲的電阻較大；當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，甲的電阻應(yīng)減小，從而使通過(guò)電磁鐵的電流增大，使電磁繼電器工作，所以圖中的甲還需要放入的元件是隨溫度升高電阻阻值減小的熱敏電阻，故選B。
(2)要求在溫度更低一點(diǎn)時(shí)就開(kāi)始報(bào)警，需要電流在溫度更低一點(diǎn)就達(dá)到原先報(bào)警時(shí)的電流，則需要減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片往右移動(dòng)一點(diǎn)。
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
電阻/kΩ
5.8
3.7
2.8
2.3
2.0
1.8

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