高考物理一轮复习考点通关练习14.7简单传感器的使用（2份，原卷版+解析版）

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【知识点精讲】
一、研究热敏电阻的热敏特性
1．实验目的：认识热敏电阻传感器的特性，了解传感器在技术上的应用。
2．实验原理：闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察。
3．实验器材：NTC热敏电阻、多用电表、温度计、水杯、凉水和热水。
4．实验步骤：(1)按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；
(2)把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；
(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；
(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录。
5．数据处理：(1)在RT­t坐标系中，粗略画出热敏电阻值随温度变化的图象；
(2)结论：半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。
二、研究光敏电阻的光敏特性
1．实验目的：认识光敏电阻传感器的特性，了解传感器在技术上的应用。
2．实验原理：闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察。
3．实验器材：光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线。
4．实验步骤：(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；
(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；
(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；
(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少，并记录。
5．数据处理：(1)根据记录数据分析光敏电阻的特性；
(2)结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大。
注意：
1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。
2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。
3．欧姆表每次换挡后都要重新调零。
三、门窗防盗报警装置
1．实验目的：了解门窗防盗报警装置，会组装门窗防盗报警装置．
2．电路如图所示．
3．工作原理：闭合电路开关S，系统处于防盗状态．当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作．继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态．当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电．继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警．干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关．
4．实验器材
干簧管SA、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线若干、开关、电阻R、小磁体．
5．实验步骤
(1)连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作．用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常工作．
(2)确定各元件可以正常工作后，按照电路图连接电路．
(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象．
四、光控开关
1．实验目的：了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关．
2．电路如图所示．
3．工作原理：当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮．当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流， 点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L.
4．实验器材
发光二极管LED、晶体三极管VT、可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻RG、集成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸、小灯泡L.
5．实验步骤
(1)按照电路图连接电路，检查无误后，接通电源．
(2)让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光．
(3)遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光．
(4)让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭．
6．注意事项
(1)安装前，对实验器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装．
(2)光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接．
(3)如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或遮盖光敏电阻，再进行观察．
【最新高考题精练】
1. （2023高考湖南卷） 某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）．

（1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是____;
（2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为_____（用表示）；
（3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示：
根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线_____；

（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是_____（重力加速度取，保留2位有效数字）；
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则_____（填“>”“=”或“
【名师解析】（1）用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，根据欧姆表读数规则，对应的读数是10.0×100Ω=1000.0Ω。
（2）电压传感器示数为0，说明CD两点等电势。I1R1= I2R2，I1RF= I2R3，联立解得：RF=。
（3）先在坐标系中描出各个数据点，然后过尽可能多的点作直线得出关系图线。
（4）由关系图线可知，电压为，对应的m=1.75g，则=mg= 1.7×10-2。
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，则测量值小于真实值，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则＞．
2．（2022·高考河北物理12，9分）某物理兴趣小组利用废弃电板煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1所示，选用的器材有：限温开关（手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关（当锅内温度高于时自动断开，温度低于时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图2所示）。自备元件有：加热电阻丝R（阻值为，用于加热煮饭）；限流电阻R1和，（阻值均为）：指示灯L1和L2（，当电流低于时可视为熄灭）；保险丝T。
（1）按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是________（多选）。
A．按下，L1和L2均发光
B．当锅内温度高于时，自动断开，L1和L2均发光
C．保温过程中，自动在闭合、断开状态之间交替切换
D．当锅内温度低于时，自动闭合，L1发光，L2熄灭
（2）简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是________（填写各步骤前的字母）。
A．将选择开关旋转到“”位置
B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点
C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度
D．测量指示灯L1两端的阻值
E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡
操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，可判断是________断路损坏；若指针如图4所示，可判断是________短路损坏。（用电路中的元件符号表示）
【参考答案】（1）BCD （2）断路 短路
【名师解析】(1) 按下，L2短路，不发光，L1发光，A错误；．当锅内温度高于时，自动断开，两指示灯和两限流电阻串联与电源形成闭合电路，由欧姆定律，指示灯中电流I=0.1A，高于30mA，L1和L2均发光，B正确；保温过程中，自动在闭合、断开状态之间交替切换，C正确；当锅内温度低于时，自动闭合，L1发光，L2短路， L2熄灭，D正确。
（2）断开电源，使用多用电表欧姆档判断发生故障的元件。
操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，其电阻为1100Ω，大约为R和R0串联电阻值，可判断是L1断路损坏；若指针如图4所示，其阻值为零，可判断是L1短路损坏。
3． (2022·重庆卷·11)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系．实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0 μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V.
(1)用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0 μA，须调节________________(选填一种给定的实验器材)．当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0 μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻____________(选填“远大于”“接近”或“远小于”)RT阻值的电压表．
(2)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是____________ kΩ·℃－1(保留2位有效数字)．
【参考答案】(1)可变电阻R1 远大于 (2)－1.2
【名师解析】 (1)由题知恒压直流电源E的电动势不变，而用加热器调节RT的温度后，导致整个回路的总电阻改变．而要确保电流表的示数仍为50.0 μA，则需控制整个回路的总电阻不变，故须调节可变电阻R1.
连接电压表后，电流表示数显著增大，则说明电压表与RT并联后R总减小，则根据并联电阻的关系有R总＝eq \f(RTRV,RT＋RV)＝eq \f(RT,\f(RT,RV)＋1)，则要保证R总不变，须将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表．
(2)实验设定恒定电流为50.0 μA，由题图可得温度为35.0 ℃时电压表的电压为1.6 V，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT1＝32 kΩ；温度为40.0 ℃时电压表的电压为1.3 V，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT2＝26 kΩ，则温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是k＝eq \f(ΔRT,Δt)＝－1.2 kΩ·℃－1，负号表示随着温度升高RT的阻值减小．
4.（8分）（2021高考新课程I卷山东卷）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：
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，在答题卡上将实物图（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”）。
【参考答案】．（1）
（2）如图所示
（3）3500，大于 （4）减小
【名师解析】（1）由于待测热敏电阻在实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧，电路采用滑动变阻器分压接法，为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用阻值较小的。（2）用笔画线代替导线，按照图甲的电路将实物图连接成完整电路。
（3）由I（RT+RA）=0.5I（RT+6000+RA），解得RT =3500Ω，由于断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏时电路中总电阻增大，导致分压电路的电压增大，所以该测量值大于真实值。
由图乙所示的图像可知lnRT随1/T的增大而增大，所以该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐减小。
【最新模拟题精练】
1. （2023湖南衡山三中考前模拟）、力敏电阻是一种能将力转换为电信号的特殊元件，其电阻值可随外加压力大小的改变而改变，可制成各种力矩计、半导体话筒、压力传感器等。某同学利用以下实验器材设计电路探究力敏电阻的特性：
力敏电阻R（受力面积为）；
电源E（电动势为6 V，内阻可忽略）；
电流表（量程为0~3 A）；
电压表（量程为0~3 V，内阻为3000.0 Ω）；
定值电阻（阻值为2.0 Ω）；
定值电阻（阻值为1000.0 Ω）；
定值电阻（阻值为10000.0 Ω）；
开关S、导线若干。
实验时，按图示连接好电路，闭合开关S，调节R的受力情况，测量不同情况下电压表的示数U和对应的电流表示数I，并同时用数字电压表测量两点间的电压，将数据记录在下表中。
（1）与电压表串联的定值电阻应选择_______（填“”“”或“”）。
（2）表中空白处的数据应填_______。
（3）当电流表的读数为1.80 A时，力敏电阻阻值与压力的比值为_______。（保留1位有效数字）
（4）作出某几次实验的图像，若图像中图线的斜率逐渐变大，则说明此时力敏电阻所受的压力逐渐_______（填“变大”“变小”或“不变”）。
【参考答案】：（1） （2）3.00 （3）2 （4）变大
【名师解析】：
（1）当时，电压表示数，根据串联电阻的分压规律可知，代入数据可得，因此与电压表串联的定值电阻应为。
（2）当电压表的示数为2.25 V时，根据串联电阻的分压规律可知，解得。
（3）根据题表中数据可知，当电流表的读数为1.80 A时，电压表示数，则此时力敏电阻的阻值，则。
（4）根据题表中数据可知，当力敏电阻所受外力逐渐减小时，干路电流变大，说明力敏电阻的阻值随所受压力的减小而减小；根据欧姆定律及串、并联电路的特点可知，整理可得U与I的关系式为，可见图像中图线的斜率，当斜率变大时，R变大，故所受压力变大。
2.（2022山东淄博二模）某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻Rx的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻Rx的阻值变化范围为50Ω～250Ω。供选择的实验器材如下：
A．电源E（电动势为3V，内阻不计）
B．电流表A1（量程为3mA，内阻r1=10Ω）
C．电流表A2（量程为30mA，内阻r2约为1Ω）
D．电压表V（量程15V，内阻约为5kΩ）
E．电阻箱R1（0～9999.9Ω）
F．定值电阻R0=50Ω
G．开关S及导线若干
（1）为了较准确地测量电阻Rx，请在图甲中虚线框内将测量电阻Rx的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。（ ）
（2）要测量电阻Rx，在电阻Rx上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有___________。
A．通过电流表A1的电流I1 B．通过电流表A2的电流I2
C．电压表V两端的电压U D．电阻箱R1的电阻R1
（3）所测电阻Rx的表达式为Rx=___________（用题目所给物理量和（2）中所选物理量的字母表示）。
（4）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻Rx随所加外力F的Rx﹣F图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻Rx与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源E=4V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0～100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻R=___________Ω，电压表2V刻度对应压力表___________N的刻度。这样改装的压力表的压力刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）。
【参考答案】 ①. ②. ABD ③.
④. 150 ⑤. 50 ⑥. 不均匀
【名师解析】
(1)[1]因电源电动势只有3V，则电压表量程过大，可用已知内阻的电流表A1和电阻箱串联来代替，则电路如图所示
(2)[2] 由实验原理可知，电流表A1和串联后和并联，根据欧姆定律得
故需要读取的数据为电流表A1和A2的读数、，电阻箱的阻值R1。故选ABD。
(3)[3]所测电阻Rx的表达式
(4)[4]由乙图可知

由丙图利用欧姆定律得

联立得

由题意，时，，得
[5] 电压表2V刻度对应压力
[6]由整理得

知与不是线性关系，故压力表的刻度不是均匀的。
3. (2023河北衡水五模). 寒冷天气中，“围炉煮茶”成了一部分人追捧的休闲项目，曾有媒体报道了多起在围炉煮茶时的一氧化碳中毒事故。某学习小组想设计一款一氧化碳报警器，经查阅资料，发现人体所处的环境中一氧化碳浓度超过，便容易发生一氧化碳中毒。他们网购了一款气敏电阻，其阻值会随着一氧化碳浓度的变化而变化，产品说明书中提供了该气敏电阻阻值随一氧化碳浓度变化的关系图像，如图甲所示。
（1）该学习小组找来量程3V的理想电压表，并将表盘的0~1V区域涂成红色，然后将气敏电阻、电源（电动势，内阻忽略）、电压表和调好阻值的电阻箱连接成如图乙所示的电路。将整个电路置于密闭容器中，充入一氧化碳气体，随着一氧化碳浓度的增加，电压表的读数逐渐___________（填“增大”或“减小”），当浓度达到时，电压表指针恰好指到表盘红色区的右边缘即1V处，则他们调好的电阻箱的阻值是___________Ω（结果保留3位有效数字）。若要使该装置在一氧化碳浓度更低时，指针就指到红色区，应将电阻箱的阻值适当___________（填“调大”或“调小”）。
（2）为了使报警效果更好，他们去掉电压表，改用绿灯泡指示灯、蜂鸣器报警相结合的方式。电路如图丙所示，绿色灯泡电阻为15Ω，电压达到0.8V灯泡才会发光，P为光控开关，有光照时开关断开，无光照时开关接通，光控开关P正对绿色灯泡。要实现当浓度小于58mg/m3时绿色指示灯亮，当浓度达到时绿色指示灯灭，蜂鸣器报警的功能，请补全图丙的电路图___________；电阻箱的阻值应调到___________Ω（结果保留2位有效数字）。
【参考答案】 ①. 减小 ②. ③. 调小 ④. ⑤.
【名师解析】
（1）[1][2]根据图甲可知随着一氧化碳浓度的增加，变大，根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流减小，故电压表示数减小；当浓度达到时，根据图甲可知此时气敏电阻值为，有
，
解得
[3]若要使该装置在一氧化碳浓度更低时，指针就指到红色区，即此时气敏电阻阻值变小时，电压表的示数仍在0~1V区域内，即变阻箱上分担到的电压不变大；因为气敏电阻与电阻箱串联，根据串联电路规律可知此时应适当调小电阻箱的阻值。
（2）[4]根据前面分析可知当浓度达到时，气敏电阻的阻值远远大于小灯泡的阻值，故应将气敏电阻与电阻箱并联后再与小灯泡串联，电路图如下：
[5]当浓度达到时绿色指示灯刚好熄灭，根据闭合电路欧姆定律有
，
其中
，，
代入解得
4. （2023广东湛江7中质检）热敏电阻有很多的应用领域，如家电、开关电源、新能源汽车等。某实验小组的同学为了研究某保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻RT的特性设计了以下实验。
（1）首先利用多用电表粗略测量与电饭锅中型号相同的热敏电阻常温状态下的阻值，多用电表的旋钮置于“×100”的挡位时示数如图甲所示，则该热敏电阻的阻值为__________Ω。（保留2位有效数字）
（2）该实验小组的同学为了进一步探究热敏电阻的特性，设计了图乙所示的电路，电路中的电压表均可看成理想电压表，定值电阻的阻值为2kΩ。
①开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最________（填“左”或“右”）端。
②某次实验时，电压表V1，V2的示数分别为3.0V、4.5V，则热敏电阻的阻值应为________kΩ。
（3）通过多次实验，得出热敏电阻的阻值随温度变化的规律图像如图丙所示，当热敏电阻的阻值为RT=2k时，热敏电阻所处环境的温度约为________℃。
（4）该种保温式自动电饭锅，采用感温磁控元件（可视为用热敏电阻控制的电磁铁开关，通过的电流大于某一值时开关断开）控制电路闭合与断开，从而控制加热电路，锅内米饭温度低于60℃后，加热电路开始工作，则下列电路图可能是该电饭锅中加热电路的是________。
A． B.
【参考答案】 ①. ②. 左 ③. 3 ④. 38（37~38均可） ⑤. A
【名师解析】
（1）[1]由多用电表的测电阻读数规则可知，该热敏电阻的阻值为
（2）①[2]为了保护实验器材，开关闭合后应使两电压表的读数均为零，所以滑动变阻器的滑动触头应置于最左端。
②[3]由电路图乙可知，热敏电阻的阻值应为
代入数据解得
=3kΩ
（3）[4]由图丙可知，热敏电阻的阻值为时，热敏电阻所处环境的温度约为38℃。
（4）[5]当电饭锅内温度降低时，热敏电阻的阻值增大，根据串并联电路的规律可知A满足要求，A正确，B错误。
5. （2023辽宁丹东二模） 2022年丹东交警某次拦截进行例行检查过程中，用酒精检测仪进行检测，结果显示驾驶人小王驾驶小型轿车，体内酒精含量为，属于“酒驾”；而另一位小李驾驶二轮摩托车，体内酒精含量为，属于“醉驾”。现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A.蓄电池（电动势，内阻）
B.表头（满偏电流，内阻未知）
C.电流表（满偏电流，内阻未知）
D.电阻箱（最大阻值）
E.电阻箱（最大阻值）
F.电键及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开电键、、，将、调到最大值。合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。此时合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头示数如图丁所示，此时为，则改装电表时应将调为___________，改装结束后断开所有电键。
（2）该同学若将图中电键、合上，而将拨到1处，电阻箱的阻值调为，酒精气体浓度为零时，表头的读数为___________。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针指向。已知酒精浓度在之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度属于范围___________（选填“酒驾”或“醉驾”）
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整___________（“”或“”），则此时所测的酒精气体浓度仍为准确值。
【参考答案】 ①. 6.0 ②. 2.0 ③. 醉驾 ④.
【名师解析】
（1）[1] 合上电键，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表示数为。则表头与电流表串联，可知
合上电键，调节和，当电流表仍为时，表头与并联，由图丁可知表头的示数
则中的电流
由，解得表头的内阻
将表头的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻中的电流为
则由，解得改装电表时应将调为
（2）[2]改装电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为
由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头的读数为
（3）[3] 某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针指向，电路中总电流
由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
由图乙可知酒精浓度为，所以该次测试的酒精浓度属于范围醉驾。
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把调小，使电路中总电阻减小。
6. （2023广东湛江21中质检）在2022北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场温度，温度传感器的主要部件通常是热敏电阻。某同学网购了一个热敏电阻，想用其自制一个简易电子温度计；该热敏电阻的说明书显示其电阻随温度变化关系如图甲所示。
（1）该同学想判断说明书显示的电阻跟温度关系是否准确，于是用多用电表对裸露在室内的热敏电阻进行测量，结果如图乙表盘所示，即其阻值为___________，若用测量准确的温度计测定此时室温的为___________，则可判断温室下对应关系是准确的。
（2）该同学利用实验室的仪器，设计了如图丙的电路图，准备在电压表表盘标注相应的温度，制成“温度计”，他进行了以下的操作。
①设计实验数据记录表格如下，并将图的温度与对应的电阻值填入表中；
②按照电路图连接实验仪器，闭合开关，将开关拨到___________端（选填“”或“”），按照上表电阻值，将___________（选填“电阻箱”或“热敏电阻”）调到相应阻值并将电压表读数一一对应填到上表的空格处；
③将电压表读数对应的温度，标注在电压表的表盘上；
④闭合开关，将开关拨到___________端（选填“”或“”），则可以使用该“温度计”测量温度了。
（3）电压表示数与热敏电阻值的关系式是___________（用电路图中各物理量字母符号表示）。
【参考答案】 （1） ① 15 ②. 8.6 （2） ③. ④. 电阻箱 ⑤.
（3）⑥.
【名师解析】
（1）[1]由图可知，多用电表选择的挡，则即其阻值为
[2]对照图甲可知，温度约为时，电阻的阻值为；
（2）②[3][4]按照电路图连接实验仪器，闭合开关，将开关拨到a端，按照上表电阻值，将电阻箱调到相应阻值并将电压表读数一一对应填到上表的空格处；
④[5]闭合开关，将开关拨到，则可以使用该“温度计”测量温度了。
（3）[6]根据闭合电路欧姆定律可得
电压表示数
7.（2023山西太原期中）如图甲所示，某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光．
(1)要记录车辆违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到________光(填“红”“绿”或“黄”)时自动闭合．

(2)已知控制电路的电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，继电器电阻为R0＝9 Ω，当控制电路中电流大于0.06 A时，衔铁会被吸引，如图乙所示，则只有质量超过________ kg的车辆违规时才会被记录．(g取10 N/kg)
【参考答案】 ①. (1)红 ②. (2)400
【名师解析】
(1) 据题，电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，所以要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时自动闭合；
(2) 根据欧姆定律
电路中的总电阻为：
压敏电阻阻值为：R=100Ω-10Ω=90Ω
查图可知，当R=90Ω时，压敏电阻所受的压力F=4000N，
根据G=mg得：．
点晴：要记录违规闯红灯的情景，电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，则知光控开关应在接收到红光时自动闭合；根据欧姆定律求出压敏电阻的阻值，由（b）图读出压敏电阻所受的压力，再得到车辆的质量．
8. （2023湖南张家界模拟） 传感器在现代生活中有着广泛应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图甲所示，压力F在0~200N范围内时图线为直线。先利用如图乙所示的电路，测量F＝0时压敏电阻的阻值R，再在电流表相应刻度处标记对应的压力值。主要器材如下：
压敏电阻R（F＝0时，阻值在90~110Ω之间）
电源（电动势E＝12V，内阻不计）
电流表（量程10mA，内阻）
电流表（量程50mA，内阻约为100Ω）
定值电阻
滑动变阻器R2
开关、及导线若干
请完成下列问题：
（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线c端应与______（选填“a”或“b”）点连接；
（2）滑动变阻器有两种规格，本实验中应选择______的；
A．最大阻值为20Ω
B．最大阻值为100Ω
（3）闭合开关、，调节滑动变阻器接入电路部分的阻值从最大值逐渐减小，电流表读数为40mA时，电流表读数为8.0mA，可知______Ω；
（4）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，满偏电流刻度处标记F＝0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为______Ω。保持滑动变阻器阻值不变，当压力F＝160N时，电流表示数为______mA。
【参考答案】 ①. a ②. B ③. 100 ④. 140 ⑤. 30
【名师解析】
（1）[1]导线c端应接a，和定值电阻串联可当成电压表测量压敏电阻R两端的电压，和的电流之差是通过压敏电阻R的电流，若接b，因的内阻未知，不能准确测量R两端的电压值。
（2）[2]F＝0时，滑动变阻器若选择最大阻值为20Ω的，全部接入电路时，电路总电阻
则干路电流约为
超过的量程，所以应选择最大阻值为100Ω的滑动变阻器，即选B，以确保安全。
（3）[3]闭合开关、，当两电流表、的示数分别为、时，有
（4）[4]断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，有
可得
[5]R－F图像的斜率为
由线性关系知
当压力F＝160N时，R＝260Ω，电流表示数为
9. （2023西南大学附中高考适应性考试）利用输出电压为的恒压电源、量程为的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（长度为，总阻值为）、弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计。
（1）图甲的电路中，定值电阻的作用是______，阻值至少为______；
（2）弹簧所受拉力F与其伸长量的关系如图乙。若定值电阻为，则电流表的示数I与弹簧所受拉力F的关系式______（A），可知由电流表改装的测力汁刻度______（选填“均匀”“不均匀”），当电流表的示数为，对应标示的力为______N。
【参考答案】（1） ①. 对电流表起保护作用 ②. 5
（2） ③. ④. 不均匀 ⑤. 500
【名师解析】
（1）[1]电路中接入定值电阻的目的是对电流表起保护作用，防止当P移动到电阻丝的最右端时电流表被烧坏。
[2]当电路中电流达到最大0.6A时，电路中的总电阻最小值为
所以定值电阻至少为5Ω。
（2）[3]由图乙可知
设定值电阻为R，电阻丝总电阻为RL，移动距离为
由闭合电路欧姆定律
又
联立可得
[4]由上式可得：拉力F与I是非线性关系，所以由电流表改装测力计刻度不均匀。
[5]当电流表的示数为，带入
可得
F=500N
所以对应标示的力为500N。
10．（2023河南名校联考）（9分）如图甲所示为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，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示．调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15 kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N．调节可调电阻，可改变R、两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压．该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态．
（1）当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻______（填“较大”“较小”）．
（2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过______（填“通道A”、“通道B”）．
（3）若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V：
①为使该装置达到上述分拣目的，的阻值等于______kΩ．（结果保留两位有效数字）
②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻______（填“R”、“”或“电源”）两端．
③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将的阻值调为______kΩ即可实现．（结果保留两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比）
【参考答案】（1）较小（1分） （2）通道B（2分）
（3）20（2分） （2分） 16（2分）
【名师解析】（1）由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小；
（2）大苹果通过托盘秤时，两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B．
（3）①杠杆对R的压力为1 N，R阻值为30 kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，的阻值需满足 则；
②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在两端；
③根据可知分拣标准到0.33 kg时，压力为2.2 N，此时R的阻值为24 kΩ，根据①分析的阻值应该调至16 kΩ．
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
0.100
0.090
0.080
0.075
0.070
1.00
1.20
1.50
1.80
2.00
2.97
2.72
2.25
1.81
1.51
3.97
3.62
2.41
2.02
温度（℃）

0
5
10
15
20
阻值（Ω）
100
55
34
22
13
8
5
电压表读数（V）