高中物理微专题-实验十三 传感器的简单使用对点训练

这是一份高中物理微专题-实验十三 传感器的简单使用对点训练，共28页。
【基础巩固】
1．传感器担负着信息采集的任务，它可以（ ）
A．将力学量（如形变量）转变成电学量
B．将热学量转变成电学量
C．将光学量转变成电学量
D．将电学量转变成力学量
2．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器
B．电饭煲能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器
3．有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )
A．该秤能测量的最大体重是1400 N
B．该秤能测量的最大体重是1300 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
4．某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材如下：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，电路实物图如图甲所示。
（1）实验的主要步骤：
①在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录 和 的示数，断开开关；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据。
（2）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得R-t关系图像如图乙所示，请根据R-t关系图像写出该热敏电阻的R-t关系式：R= + t（Ω）（保留三位有效数字）。
5．材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小.若图甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线，其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.请按要求完成下列实验。
(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画出实验电路原理图 (压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102 N～0.8×102 N，不考虑压力对电路其他部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：
A.压敏电阻，无压力时阻值R0＝6 000 Ω
B.滑动变阻器R，最大阻值为200 Ω
C.电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω
D.电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ
E.直流电源E，电动势3 V，内阻很小
F.开关S，导线若干
(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33 mA，电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为 V.
(3)此时压敏电阻的阻值为 Ω；结合图甲可知待测压力的大小F＝ N.(计算结果均保留两位有效数字)
6．小明同学为了测定某太阳能硅光电池组的电动势和内阻，设计了如图1所示的电路，在一定光照条件下进行实验：
(1)请根据图1完成图2中实物的连线。
( )
(2)将测量出来的数据记录在下表中，其中第4组数据的电压如图3所示，则此时电压为 V。
(3)将这些数据在图4中描点，第4组数据还未描出。
a．请在图4中描出第4组数据的点，作出该硅光电池组的图线。
( )
b．由图线知，该硅光电池组的电动势E＝ V，电池组的内阻随其输出电流的变化而改变，在电流为80μA时，该电池组的内阻r＝ （保留3位有效数字）。
【模拟训练】
（2020·北京模拟）
7．某种热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小，可以利用这种特性来测量环境温度。在下面的四个电路中，电源电动势一定，内阻不计，Rt表示热敏电阻，R0表示定值电阻。若希望在温度升高时，电路中的电压表或电流表示数减小，则下列电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
（2020·河北邯郸期末）
8．如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极弹性金属片板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为，下列说法正确的是（ ）
A．当升降机加速上升时，B．当升降机减速上升时，
C．当升降机减速下降时，D．当升降机加速下降时，
（2021·四川模拟）
9．将导电材料置于磁场中，通以纵向电流，就会产生横向电势差，这种现象称为霍尔效应，如图1是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下，通入如图示方向的电流I，C、D两侧面的电势差即为霍尔电压。可以用图2所示的符号表示霍尔元件，为了研究霍耳效应，同学们设计了如图3所示的实验电路。其中，电源E内阻极小，可以忽略；电压表内阻很大，读数设为；毫安表读数I；R为滑动变阻器；霍耳元件使用了N型半导体砷化镓（其导电粒子为电子），在C、D间接入数字毫伏表（图中未画出），就可以读出霍耳电压。
①闭合电键S前，滑动变阻器的滑动头应置于 （选填：“a”或“b”）端；
②图1中霍耳元件的电极 （选填：“C”或“D”）为高电势；
③通过正确测量方法得到、和I，在坐标纸上画出图线如图4所示。通常我们将霍耳电压与电流的比值，称为输出电阻，也称为横向电阻或霍耳电阻。由图线可知，该霍耳元件的输出电阻为 ，电源电动势为 V。
（2021·山东模拟）
10．某学习兴趣小组为了使用压力传感器设计苹果自动分拣装置，网购了一款型号为RFP602薄膜压力传感器，如图如示。这款传感器的部分参数如下表：
他们又从实验室选择了如下器材：
A.学生电源 B.滑动变阻器 C.J0402型（位）数字演示电表两只
D.单刀单掷开关一个 E.导线若干
（1）为了研究传感器所受压力一定时，其电阻随电压的变化情况，他们的实验操作如下：在传感器上放三个砝码（未画出）施加一定的压力。学生电源选择“稳压”，电表A选择，电表B选择；连接的电路如下图所示。
①请你用笔画线代替导线，将电路连接补充完整 。
②闭合开关，调节滑动变阻器，得到若干组电压U、电流I的测量数值。根据测量数据，他们利用Excel得到的图像如下图所示：
根据图像，你可以得出的结论是：在误差允许范围内，传感器受到压力一定时，电阻随电压的增大而 （填“增大”“减小”“变化”或“不变化”）。
（2）为了研究传感器所加电压一定时，其电阻随压力的变化情况，他们的实验操作如下：调节滑动变阻器，使传感器两端的电压保持在，电表B仍选择；改变传感器受到的压力，测得若干组数据见下表：
根据表中数据，利用Excel得到传感器的电阻值R随其所受压力F的变化图像如下图所示：
从图像可以看出，传感器受到的压力在到 N的区间内，其灵敏度较大（设电阻值随压力的变化率时，其灵敏度较大）；
（3）下图是他们设计的苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以，为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在半导体薄膜压力传感器上。调节托盐秤压在杠杆上的位置，使杠杆对的压力处在传感器最灵敏的压力区间。当小苹果通过托盘秤时，所受的压力较小，电阻较大，闭合开关S后，两端的电压不足以激励放大电路触发电磁铁发生吸动分拣开关的动作，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，所受的压力较大因而电阻较小，两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关打开下面通道，让大苹果进入下面通道。
托盘秤在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为。若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于，则应该调节托盘秤压在杠杆上的位置向 （填“左”或“右”）移动一些才能符合要求。
（2022·湖北模拟）
11．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑夜打开。某同学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制装置。
A.励磁线圈电源 B.路灯电源 C.路灯灯泡L D.定值电阻
E.光敏电阻 F.电磁开关 G.导线、开关等
（1）电磁开关的内部结构如图甲所示。1、2两接线柱接励磁线圈（电磁铁上绕的线圈），3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接，相当于路灯的开关。当流过励磁线圈的电流大于某个值时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开，路灯熄灭。该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻，将选择开关置于“×1”挡，调零后测量时的示数如图丙所示，则励磁线圈的电阻约为 Ω。
（2）图乙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）。从图中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
（3）如图丁所示，请你用笔画线代替导线，将该同学设计的自动控制电路补充完整 。
（4）已知励磁线圈电源（内阻不计），定值电阻。若设计要求当流过励磁线圈的电流为0.05 A时点亮路灯，则此时的照度约为 lx。
【对接高考】
（2016·全国卷Ⅰ）
12．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为），滑动变阻器（最大阻值为），单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，已知约为，约为；流过报警器的电流超过时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在时阻值为。
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线 。

（2）在电路中应选用滑动变阻器 （填“”或“”）。
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为 Ω；滑动变阻器的滑片应置于 （填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是 。
②将开关向 （填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至 。
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
（2017·江苏高考）
13．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11–1图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200 Ω）、滑动变阻器R2（0~500 Ω）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用 （选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用 （选填“R1”或“R2”）．
（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11–2图所示的选择开关旋至 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）．
（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题11–1图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）．
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 ．（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
（2018·全国卷Ⅰ）
14．某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25 ℃时的阻值）为900.0 Ω；电源E（6 V，内阻可忽略）；电压表V（量程150 mV）；定值电阻R0（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω）；电阻箱R2（阻值范围0~999.9 Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃。实验得到的R2-t数据见下表。
回答下列问题：
(1)在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到 （填“a”或“b”）端。
(2)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2-t曲线。( )
(3)由图乙可得到RT在25 ℃~80 ℃范围内的温度特性。当t=44.0 ℃时，可得RT= Ω。
(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为 Ω，则手心温度为 ℃。
（2019·全国卷Ⅱ）
15．某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻（阻值100 Ω）；S为开关，E为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出．图（b）是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线．回答下列问题：
（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V1的示数为U1= mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻 （填“变大”或“变小”），电压表V1示数 （填“增大”或“减小”），此时应将R的滑片向 （填“A”或“B”）端移动，以使V1示数仍为U1．
（2）由图（b）可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为= ×10-3V/℃（保留2位有效数字）．
（2020·全国卷Ⅲ）
16．已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 Ω）。
(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图 。
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为 kΩ（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示。
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图（a）求得，此时室温为 ℃（保留3位有效数字）。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E为直流电源（电动势为10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为50℃，则图中 （填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为 kΩ（保留2位有效数字）。
（2021·山东模拟）
17．热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：
待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；
电源E（电动势，内阻r约为）；
电阻箱R（阻值范围）；
滑动变阻器（最大阻值）；
滑动变阻器（最大阻值）；
微安表（量程，内阻等于）；
开关两个，温控装置一套，导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：
①按图示连接电路；
②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用 （填“”或“”）。
（2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路 。
（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为 （结果保留到个位），该测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。
（4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐 （填“增大”或“减小”）。
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
1.77
1.75
1.70
1.54
1.27
1.00
0.50
I/μA
12
30
48
60
68
76
80
86
传感器名称：
薄膜压力传感器
传感器类型
单点式
敏感区形状
圆形
敏感器尺寸
直径
传感器厚度
量程
工作电压
静态电阻
压力
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
电流
90.06
144.38
184.03
197.94
207.13
226.04
240.73
263.71
电阻
55.52
34.63
27.17
25.26
24.14
22.12
20.77
18.96
压力
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
电流
272.93
283.29
294.12
326.16
331.35
339.21
357.65
368.19
电阻
18.32
17.65
17.00
15.33
15.09
14.74
13.98
13.58
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.1
t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
参考答案：
1．ABC
【详解】传感器是将所感受到的不便于测量的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的物理量（一般是电学量）的一类元件。故选项ABC正确；选项D错误；
故选ABC。
2．AC
【详解】A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器。故A正确；
B．电饭煲能够自动控制温度的原因是它装有感温磁材料的温度传感器，不是双金属片温度传感器。故B错误；
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C正确；
D．电脑所用的光电鼠标主要采用光传感器，不是声波传感器。故D错误。
故选AC。
3．AC
【详解】AB．当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大.由欧姆定律得到，代入R=30-0.02F得到F=1400N；故A正确，B错误.
CD．踏板空载时F=0，代入R=30-0.02F得到电阻R=30Ω，由欧姆定律得，所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处；故C正确，D错误；
故选AC.
4． 电压表 温度计 100##99##101 0.400##0.401##0.402##0.399##0.398
【详解】（1）②[1][2]每次添加热水，待温度稳定后，都需要记录电压表和温度计的示数。
（2）[3][4]根据绘得的R-t图像可以看出，电阻值R与温度t之间是线性关系，故可写成数学表达式
（Ω）
其中k为直线的斜率，据图线可得
所以
5． 2.00V
【详解】（1）[1]由于滑动变阻器总电阻较小，远小于待测电阻，因此滑动变阻器应采用分压接法； 同时因待测电阻较大，故应采用电流表内接法；如图所示
（2）[2]电压表量程为3V，最小分度为0.1V，则读数为2.00V；
（3）[3][4]根据欧姆定律可知
则有
则由图可知，压力大小约为60N
6． 1.65 1.80 10.0
【详解】(1)[1]根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图甲所示。
(2)[2]由表中实验数据可知电压表最大测量值为1.77 V，则电压表量程为3 V，由图3所示电压表可知，其分度值为0.1 V，示数为1.65 V。
(3)[3]把第四组数据标在坐标系内，根据坐标系内描出的点作出图像如图乙所示。
[4]由图线可知，该硅光电池组的电动势。
[5]在电流为时，由表格数据得到路端电压为1.00 V，根据闭合电路欧姆定律
解得
7．C
【详解】A．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，电流强度增加，流过电流表的电流增加，A错误；
B．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，总电流强度增加，内电电压升高，路端电压降低，流过R0的电流减小，因此流过电流表的电流强度增加，B错误；
C．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，电流强度增加，内电压及R0两端的电压都增加，Rt两端的电压降低，电压表测量的是热敏电阻Rt两端的电压，因此电压表的示数减小，C正确；
D．当环境温度升高时，外电路的总电阻减小，电流强度增加，内电压及R0两端的电压都增加，电压表测量的是R0两端的电压升高，D错误。
故选C。
8．AD
【分析】平行板电容器的决定式为C=，加速、减速会影响两金属片之间的距离d，由此可以判断。
【详解】A.当升降机加速上升时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故A正确；
B.当升降机减速上升时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故B错误；
C.当升降机减速下降时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故C错误；
D.当升降机加速下降时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故D正确。
故选AD.
9． a D 50 2.84
【详解】①[1]在闭合S前，为了保护电路，防止电路中电流过大，烧坏电器，应使滑动变阻器的滑动头应置于a端。
②[2]电流方向为由E到F，根据左手定则可知，载流子飞向C端，即电子飞向C处，故C处为低电势，D处为高电势。
③[3]图像中，下降趋势的图线为变阻器端电压与电流变化关系，上升图线为霍尔元件的曲线，则输出电阻为
[4]延长曲线与纵轴交点即为电动势，曲线斜率为
故电动势为
10． 不变化 2.0 右
【详解】（1）①[1]因滑动变阻器阻值远小于传感器静态电阻，故采用分压式接法，电路连接如下图
②[2]根据传感器的U-I图像看到图线是一条倾斜直线，斜率恒定，则电阻恒定，即：在误差允许范围内，传感器受到压力一定时，电阻随电压的增大而不变化。
（2）[3]由图可知，在0.5N~2.0N的区间，电阻值随压力的变化率为
在2.0N~8.0N的区间，电阻值随压力的变化率为
故在0.5N~2.0N的区间内，其灵敏度较大；
（3）[4]因要提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于，则应使所受的压力减小，使电阻R1阻值较大，两端获得较小电压，使电磁铁不吸引分拣开关，故应调节托盘秤压在杠杆上的位置向右移动，从而使所受的压力减小。
11． 20 减小 0.4
【详解】(1)[1]由多用电表欧姆挡的读数规则可知，励磁线圈的电阻约为
(2)[2]从图乙中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而逐渐减小；
(3)[3]根据电磁开关的内部构造和图乙可得，自动控制电路图如下
(4)[4]当控制电路中的电流为0.05A时，控制电路的总电阻应为
因定值电阻，励磁线圈的电阻，故此时光敏电阻的阻值应为
由图乙可知此时的照度约为0.4lx。
12． 接通电源后，流过报警器的电流会超过，报警器可能损坏 c 报警器开始报警
【详解】（1）[1]根据题意报警系统原理可知，电路连线如图所示

（2）[2]在室温下对系统进行调节，已知约为，约为；流过报警器的电流超过时，报警器可能损坏，可知外电阻的取值范围大约是
报警器的电阻是，所以滑动变阻器的取值范围在到之间，所以滑动变阻器应该选。
（3）①[3]本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在时阻值为。
[4][5]为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于端。
②[6]先把变阻箱的电阻接入电路，即将开关向端闭合，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，当热敏电阻的阻值是时，也就是温度达到了，报警器开始报警。
13． E2 R2 C 不偏转 偏转 ⑤④②③①
【详解】（1）由表格数据知，当温度为30 ℃时，热敏电阻阻值为199.5 Ω，继电器的阻值R0=20 Ω，当电流为15 mA时，E=I(Rt+R0)=3.3 V，所以电源选E2，80 ℃时，热敏电阻阻值Rt=49.1 Ω，则
E2=I(Rt+R0+R)，此时变阻器阻值R=330.9 Ω，所以变阻器选择R2；（2）多用电表做电压表测量电压，旋钮旋至直流电压挡C处；（3）若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，整个回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时电流流经电表，故指针偏转；（4）50 ℃时，热敏电阻阻值为108.1 Ω，所以应将电阻箱阻值调至108.1 Ω，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①．
【名师点睛】结合表格中数据，利用欧姆定律估算电动势和电阻的数值，选择电源和滑动变阻器．明确实验的目的是实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，其中30~80 ℃就是提示的信息，结合表格数据，可知电阻值的取值．
14． b 450 620.0 33.0
【详解】(1)[1]闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大。
(2)[2]如图所示
(3)[3]由图丁可知t=44.0 ℃时，电阻的阻值为450 Ω。
(4)[4][5]由图丙可得电阻箱阻值为620.0 Ω，由图丁可得温度约为33.0 ℃。
15． 5.00 变小 增大 B 2.8
【详解】（1）U1=IR0=100Ω×50×10-6A=5×10-3V=5mV由 ，I不变，温度升高，U减小，故R减小；由于R变小，总电阻减小，电流增大；R0两端电压增大，即V1表示数变大，只有增大电阻才能使电流减小，故滑动变阻器向右调节，即向B端调节．
（2）由图可知， =2.8×10-3V/℃
16． 1.8 25.5 R1 1.2
【详解】(1)[1]滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接。连线如图
(2)[2]由部分电路欧姆定律得
(3)[3]由图(a)可以直接可读该电阻的阻值为2.2kΩ对应的温度为25.5℃。
(4)[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所以R1为热敏电阻。
[5]由图线可知，温度为50℃时，R1=0.8kΩ，由欧姆定律可得
，
代入数据解得
17． 3500 大于 减小
【详解】（1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。
（2）[2]电路连接图如图所示
（3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即
可得
[4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
（4）[5]由于是图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。