认识传感器、常见传感器的工作原理及应用-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点系列（人教版2019选择性必修第二册）

5.1-5.2：认识传感器、常见传感器的工作原理及应用

一：知识精讲归纳

考点一、传感器及其工作原理

1.传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于

传送和处理的可用信号输出.通常是电压、电流等电学量,或转换为电路的通断.

2.非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制.

3.传感器的组成：传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成.

4.传感器应用的一般模式：

考点二、光敏电阻

光敏电阻在被光照射时地也发生变化，光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.

考点三、金属热电阻和热敏电阻

1.金属热电阻：金属的电阻率随温度的升高而增大,利用这一特性，金属丝可以制作成温度传感器，称为热电阻.

2.热敏电阻：用半导体材料制成,氧化镒制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小一

考点四、电阻应变片

1.电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变时，其电阻也随之变化的现象.

2.电阻应变片：电阻应变片有金属电阻应变片和半导体电阻应变片,半导体电阻应变片的工作原理是基于半导体

材料的压阻效应.

3.电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量.

二：考点题型归纳

题型一：传感器的认识和原理

1.（2022秋・浙江杭州•高二期中）如图所示为某汽车的加速度传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、

轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框左右移动（不能上下移动），电容器与电

源连接，并串联计算机的信号采集器。关于该传感器的说法正确的是（）

金

属

左

块右

计算

杆t

L

A.汽车保持静止时，电容器不带电

B.汽车静止时与直线运动时，电容器的电容可能相同

C.汽车由静止突然向右加速，电路中有逆时针方向的电流

D.汽车向右做匀加速运动过程中，电路中始终有顺时针方向的电流

2.（2023秋・广东广州.高二统考期末）传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当

待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“+”接线柱流进时指针

向右偏，从“一'’流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（)

A.电容器的电容将减小B.M点的电势比N点的低

C.灵敏电流表指针向左偏转D.若电流计示数稳定且不为零，说明压力尸不再变化

3.（2022春•山东烟台♦高二期末）某同学设计了一个如图所示的加速度传感器，较重的滑块2可以在光滑的框架1

中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的

距离成正比，两个电池E的电压相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q

端时，指针向零点右侧偏转。将此加速度传感器固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是

2A

A.当物体向左加速运动时，电压表的指针将向左偏

B.若电压表的示数不变，则说明物体做匀速直线运动

C.若电压表的示数增大，则说明物体的速度正在增大

D.电压表表盘上各刻度对应加速度值的刻度是均匀的

题型二：光敏电阻

4.（2022春•甘肃庆阳•高二期中）如图是应用光敏电阻设计的实验电路。闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光

照强度增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（）

A.光敏电阻的阻值随光照强度增加而增大

B.光敏电阻的阻值不随光照强度的变化而变化

C.灯变得更亮，说明电路中的总电阻变小

D.灯变得更亮，说明电路中的总电阻变大

5.（2023・全国•高三）为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，如图为电路原理

图。图中，直流电源电动势为3V,内阻可不计，R为可变电阻，RG为光敏电阻，其在不同照度下的阻值如下表（照

度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。若控制开关两端电压升至2V时将自动开启照明系

统，则以下说法正确的是（）

照度/lx0.20.40.60.81.01.2

电阻

754028232018

RG0

照明系统

控制开关

I~ZZ~I

-----A—CZZD-A—1-[=□—I

RGR

―I1/A.若将R接入电路的阻值调整为20kC,则当照度降低到1.0lx时启动照明系统

B.若要使照明系统在照度降低到0.8lx时启动，则要将R接入电路的阻值调整为46kC

C.R接入电路的阻值不变时，照度越大，控制开关两端的电压越大

D.若要在光照更暗时启动照明系统，应将R接入电路的阻值调大

6.（2022•高二课时练习）如图所示电路中，E为电源（内阻为r）,&、R3为定值电阻，后为滑动变阻器，以为光

敏电阻（其阻值随光照强度的增大而减小），电压表为理想电压表，开关S闭合后，电容器中一带电微粒恰好处于

静止状态。下列说法正确的是（）

A.若仅将此的滑片向下移动，电压表的示数将变大，电源效率将变大

B.若仅将&的滑片向下移动，R2消耗的电功率将变大，带电微粒将向上运动

C.若仅增大光照强度，&消耗的电功率将变小

D.若仅增大光照强度，将有电流向下通过&

题型三：热敏电阻

7.（2023秋•江苏南京♦高二南京市宁海中学校考期末）某同学想用一只半导体热敏电阻K制作一支能测量水温的温

度计。他查阅资料获得了图1所示的该热敏电阻的RT特性曲线，并设计了图2所示的温度计电路，图中凡=100C,

电压表的量程是0~3V,电源电动势恒定，内阻可不计。他的制作目标是温度计的测量范围是。~100℃,且水温100℃

图2

B.水温越高，电压表的示数越小

C.电压表的0刻度对应水温0℃D.水温55℃时电压表的示数为2.4OV

8.（2022・高三单元测试）温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用金属热电阻的阻值随温度变化的特性来工作

的。图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E=3.0V,内电阻不计，G为灵敏电流表，其内

阻4保持不变；R为金属热电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当R的温度等于20℃时，电

流表示数L=2mA；当电流表的示数人=1mA时，金属热电阻的温度是（）

2060100140

乙

A.40℃B.60℃C.80℃D.100℃

9.（2021春•全国•高二期末）如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往Rr上擦些酒精，在环境

温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是（）

A.变大B.变小C.先变大后变小再不变D.先变小后变大再不变

题型四：金属热电阻和霍尔元件

10.（2021・高二课时练习）如图，在电路中接一段鸨丝（从旧白炽灯中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火

机给鸨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据铝丝的上述特性，可用铝丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的

是（）

鸨丝灯泡

----------------H0——

A.该传感器利用了鸨丝的化学性质

B.该传感器的原理是把电学量（电阻）转换为热学量（温度）

C.该传感器的敏感元件是铝丝，转换元件是灯泡

D.该传感器利用了鸨丝电阻随温度变化而变化的特性

H.（2021秋•山东.高二期中）如图所示，厚度为力、宽为d的金属导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁

场中，当电流通过金属导体板时，在金属导体板的上侧面A和下侧面A’之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。

实验表明，电势差U、电流/和B的关系为"=&[,式中的比例系数攵称为霍尔系数。下列说法正确的是（）

A.达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定高于下侧面A'的电势

B.达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定低于下侧面A'的电势

C.增大导体的厚度/?时，之间的电势差U将变大

D.增大磁感应强度B时，A4'之间的电势差U将变小

12.（2019秋・北京平谷•高二期末）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家.某探究小

组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、&分别表示有、无磁场时磁敏电

阻的阻值.为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路.关于这个实验，下列说法中正确的是

A.闭合开关S,图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大

B.闭合开关S,图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大

C.闭合开关5,图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，伏特表的示数减小

D.闭合开关S,图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，安培表的示数减小

题型五：压力传感器

13.（2023・高二单元测试）压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某位同学利用压敏电阻设计了一个判断电

梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体加，电梯静

止时电流表示数为％。电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，则下列判断中不正

确的是（)

B.乙图表示电梯可能做匀加速上升运动

C.丙图表示电梯可能做匀加速上升运动

D.丁图表示电梯可能做变减速下降运动

14.（2022秋・浙江杭州•高二杭州市长河高级中学期中）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，

电路中的飞和R?，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的

压力越大，压力传感器的电阻值越小。当“、〃两端的电压大于4时，控制开关自动开启低水位预警；当“、〃两端

的电压小于4（■、3为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（）

A.C/,<U2

B.&为压力传感器

C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低

D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高

15.（2022秋•江苏南通・高二江苏省如皋中学阶段练习）货梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，货梯

箱底层装有压敏电阻与，凡为滑动变阻器，K为动触点，A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出报警声,

以下说法正确的是（)

A.电磁铁的上端为N极

B.压敏电阻的阻值随压力的增大而增大

C.压敏电阻的阻值增大，电磁铁的磁性增强

D.如果要使货梯设定的超载质量变大，那么滑动变阻器与的滑片P向右滑动

题型六：温度和光传感器

16.（2022春.江苏淮安.高二阶段练习）下列关于传感器的说法中管误的是（）

A.电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制

B.自动调温的空调应用的是温度传感器

C.电子秤应用的是压力传感器

D.霍尔元件能够把电学量转换为磁学量

17.（2022・高二课时练习）如图是电饭锅的结构示意图。电饭锅中的感温铁氧体在常温下具有铁磁性，能被磁体吸

引，当温度上升到约103℃（称为感温铁氧体的“居里点”）时，就会失去铁磁性，不能被磁体吸引，在电饭锅工作

A.煮饭时手压开关按钮，永磁体与感温铁氧体相吸同时接通电路

B.当锅底水分刚好被大米全部吸收时，电饭锅立即自动断电

C.当感温铁氧体的温度达到“居里点''时，电饭锅自动断电

D.若用电饭锅烧水至沸腾时，感温铁氧体与永磁体仍吸在一起

18.（2023秋•黑龙江齐齐哈尔•高二校考期末）某学校创建绿色校园，新装了一批节能灯，如图甲所示，该路灯通过

光控开关实现自动控制；电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为其内部电路简化原理图，电源电

动势为E,内阻为匕％为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现减小光照强度，则下列判断不正确的是

()

甲乙

A.电源的效率变大B.A灯和B灯都变亮

C.4两端电压变小D.电源内部发热的功率不变

三：课堂过关精练

一、单选题

19.（2022.全国•高二假期作业）全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置实际上就是传感器把压力信

号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（）

A.红外报警装置B.门窗防盗报警装置

C.电子秤中的电阻应变片D.洗手后将湿手靠近会有热空气喷出的自动干手机

20.（2022秋.陕西西安.高二长安一中校考期中）据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后

驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种

仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。

在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有

了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻，的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的

是（）

I1R]—^^0^>—I

_酒精气体神感器

A.U越大，表示c越小

B.U越大，表示c越大

C.检测到驾驶员喝了酒时，。的示数变小

D.U越大，表示检测到驾驶员喝酒越少

21.（2022•全国•高二假期作业）某加速度计工作原理如图所示，滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度

系数相同的轻弹簧与框架连接，R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定连接；两个电池的电动势均恒为E,内阻不

计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。

已知滑动片与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当。端的电势高于6端时电压表的指针

向零点右侧偏转。若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，并将此加速度计按图示方式固定在

一辆运动的汽车上，汽车沿弹簧方向向前行驶，发现指针向零点左侧偏转。下列说法正确的是（）

滑块

A.加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速

B.加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速

C.加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速

D.加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速

22.（2022秋•河南洛阳•高二统考期末）关于传感器，下列说法正确的是（）

A.酒店大厅的自动门使用了力传感器

B.自动灌溉系统利用的是湿度传感器

C.传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的

D.光敏电阻在传感器中的作用是将电信号转化为光信号

23.（2023•高二单元测试）利用热敏电阻在通以恒定电流（实验设定恒定电流为50.0〃A）时，其阻值随温度的变化

关系（如图甲所示）可以制作电子温度计。把恒压直流电源E、热敏电阻R「、可变电阻飞、电流表A、电压表V连

成如图乙所示的电路。用热敏电阻作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电

乙

A.电压较高时表示温度也较高

B.该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的

C.当热敏电阻的温度升高时，应将飞的阻值调大

D.每升高相同的温度，热敏电阻的阻值变化均相等

24.（2023・高二单元测试）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.给货车称重的地磅使用了光传感器

B.酒店大厅的自动门使用了力传感器

C.空调的控温系统使用了温度传感器

D.夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器

25.（2022秋•浙江舟山•高二浙江省普陀中学期中）利用光敏电阻制作的光传感器，可以记录传送带上工件的输送情

况。如图甲所示是光电计数器的工作示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上的物品，Q为光敏电阻（有光照时

电阻为4C,无光照时电阻为100。），色为定值电阻，电源内阻不计；图乙是输出电信号与时间的关系。则下列说

法正确的是（）

U/mV

t/s

।0.51.01.5

乙

A.当有光照射力时，信号输出端获得高电压

B.当有光照射R,时，R/的功率将变小

C.选用20。定值电阻，信号输出端获得的高电压最小

D.选用20。定值电阻，一个周期内定值电阻R2两端电压差最大

26.（2022春・山东聊城•高二期末）关于传感器的应用，下列说法中正确的是（）

A.电熨斗是通过感温铁氧体的作用控制电路的通断的

B.电子秤能通过应变片把力这个力学量转换为电学量进行测量

C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号

D.热敏电阻是把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量的

27.（2022・高二课时练习）图甲为某厂商生产的电容式电子体重计，其内部电路简化图如图乙所示，称重时，人站

在体重计面板上，使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动，则下列说法正确的是（）

B.上层膜片下移过程中，电容器的电容增大，上下极板间的电压增大

C.上层膜片下移过程中，电容器的电容增大，所带电荷量减小

D.上层膜片稳定后，平行板电容器上下极板均不带电荷

四：高分突破精练

一、单选题

28.（2022春.北京朝阳•高二期末）下列关于传感器的说法中不比碰的是（）。

A.传感器能将感受到的外部信息按照一定的规律通常转换为电信号

B.话筒是一种将电信号转换为声信号的传感器

C.光敏电阻是一种利用光敏元件将光信号转化为电信号的传感器

D.热敏电阻是将温度信息转化为电信号的传感器

29.（2022春•陕西西安・高二西安市第四十四中学期末）传感器能够把非电学量转化为电学量，可以很方便地测量、

传输，处理和控制。下列说法正确的是（）

A.电容式位移传感器是通过改变两极板电压改变电容的

B.光敏电阻在传感器中的作用是将光信号转化为电信号

C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号

D.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置利用了温度传感器

30.（2022春•江苏徐州•高二期末）如图甲所示为电磁继电器自动双向开关，当DE中通过的电流较小时，电磁铁磁

性弱，A与B接线柱接通；当DE中通过的电流增大到一定数值时，C与B接线柱接通。图乙为应用电磁继电器和

光敏电阻实现路灯自动开、关的电路图，虚线框内为电磁继电器接入电路时的符号（M、N两接线柱分别与电磁继

电器中接线柱A或C连接）。R为光敏电阻，以为可调电阻，为保护电阻。开关S闭合，在光线暗时对路灯L供

电，光线亮时对路灯L断电并同时接通LED。下列说法中正确的是（）

k

弹

簧u

—

A.光敏电阻阻值随光照强度增大而增大

B.为使电路正常工作，图甲中电磁继电器的A接线柱应与图乙中N接线柱连接

C.为更好的节能环保，光线更暗时对路灯自动供电，可将R/的阻值调小

D.当LED出现断路故障时，电磁继电器将不能正常工作

31.（2022・高二课时练习）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指

示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连

接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当电压示数为9时，电子称量

4

物体质量为机，设变阻器总电阻R,电源电动势为E,电源内阻r可忽略不计，限流电阻阻值为刖，且R=&,不计

一切摩擦和其他阻力（）

R。

m--r-（=F—1

IUfL（y）dTs

A.当电压示数为5E时电子秤称量物体质量为2机

B.当电压示数为!E■时电子秤测量物体质量为3初

C.该电子秤可称量物体的最大质量为4根

D.该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的

32.（2021春・云南•高二期末）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小.有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车

运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在水平光滑绝缘小车上，中间放置一个绝缘

重球，小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，。〜。时间内小车向右做匀速直线运动，

下列判断正确的是（）

A.在力到时间内，小车做匀速直线运动

B.在0到々时间内，小车做匀加速直线运动

C.在B到匕时间内，小车做匀速直线运动

D.在f2到打时间内，小车做匀加速直线运动

33.（2022春•重庆江津•高二期中）如图所示，与、生、%是固定电阻，&是光敏电阻。当开关S闭合后在没有光

照射时，〃、匕两点等电势，当用光照射此时（）

A.&的阻值变小，4点电势低于b点电势

B.&的阻值变小，〃点电势高于8点电势

C.%的阻值变大，”点电势高于6点电势

D.%的阻值变大，“点电势低于b点电势

34.（2022春•江苏盐城•高二江苏省上冈高级中学期中）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,电压表

和电流表均为理想交流电表，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小.从某时刻开始在原线圈两端加

上交变电压，其瞬时值表达式为4=220应sinl00m（V）,则（）

A.电压表的示数为220V

B.在天逐渐变黑的过程中，电流表A?的示数变小

C.在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变大

D.在天逐渐变黑的过程中，电压表V的示数变大

35.（2022春•北京顺义•高二牛栏山一中期中）传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科

研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法错误

的是（）

X

电容器极板t三

I.H1

I电介质板被测物体

甲

A.甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器

B.乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器

C.丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器

D.丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的

36.（2022・高二课时练习）图示是利用LDR（光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小）传感器和灯泡（始终正

常发光）制成的一种简易水污染指示器（未将闭合电路全部画出），把手上的显示器显示的数据大表示流过LDR的

电流较小，可以用来监测河水的污染情况，下列说法中正确的是（）

LDR（光敏电阻）

A.河水严重污染时，显示器数据大

B.河水严重污染时，显示器数据小

C.无论污染程度如何，光敏电阻的阻值都恒定

D.该仪器不会受到白天光照的影响

37.（2022春•安徽合肥•高二校考期中）利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表

示该半导体的电阻R随温度，变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻凡连

成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电

子温度计。下列说法正确的是（）

A.温度升高后，电源的效率将升高

B.该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的

C.和%相比，应标在电压较小的刻度上

D.若电池用久后内阻厂变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高

二、多选题

38.（2023秋•云南昆明•高二昆明一中校考期末）教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，在夜晚天黑

时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮.其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的

说法正确的（）

A.白天有光照时，光传感器自动闭合

B.夜晚无光照时，光传感器自动闭合

C.有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合

D.无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合

39.（2022秋•浙江杭州•高二杭师大附中期中）如图所示为一保温箱温度报警器的简化电路图，电源电动势为E,内

阻为广，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡（电阻保持不变）均能发光，用为热敏

电阻（阻值随温度的升高而减小），下列说法正确的是（）

A.当保温箱的温度升高时，电流表A的读数变大

B.当保温箱的温度升高时，灯泡L变暗、LZ变亮

C.电压表V的读数变小，说明保温箱的温度降低

D.不管保温箱的温度升高还是降低，电压表的读数变化量和电流表的读数变化量之比不变

40.（2022秋•浙江杭州•高二杭师大附中期中）随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分,

电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子

秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（）

A.电容器储存的电能增大

B.电容器的电容减小，带电荷量减小

C.膜片下移过程中，电流表有。到6的电流

D.电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势

41.（2022秋.湖北•高二统考期末）为保证师生用电安全，学校电路系统中安装有由热敏电阻制成的温度监测器，如

图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为3:1,原线圈接交流电压”=22O0sin（lOOm）V,图中电压表和电流表

为理想电表，/为阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，4为定值电阻，则下列说法正确的是（)

A.变压器输入与输出功率之比为3:1B.变压器副线圈中电流的频率为50Hz

C.当&处温度升高时，电压表示数不变D.当处温度升高时，电流表示数减小

42.（2023・高二单元测试）热敏电阻与光敏电阻在生活中有很多应用，如图为一个智慧农场利用热敏电阻与光敏电

阻感应大棚内温度与光照强度变化的的简单电路原理图，RT为负温度系数热敏电阻（阻值随温度升高而减小），R：

为光敏电阻（阻值随光照强度升高而减小），R2和以均为定值电阻，电源电压保持不变，V为理想电压表。若发现

电压表的示数增大，可能发生的情况是（）

一@―热敏电阻

A.大棚内温度升高

B.大棚内温度降低

C.大棚内光照强度增强

D.大棚内光照强度减弱

43.（2023•高二单元测试）如图是小明设计的智能扶手电梯工作原理图，电磁铁所在电路为控制电路，电动机所在

电路为工作电路，&是压敏电阻，其阻值随压力的变大而变小，电梯无乘客时，电动机低速运转，当有乘客时，电

动机高速运转，使电梯快速上升，关于该电路，以下说法正确的是（）

A.R/的阻值大于心的阻值

B.有乘客时电磁铁磁性增强

C.通电后电磁铁上端为S极

D.若只将R/换成阻值更小的电阻，可减小无人时工作电路消耗的电功率

44.（2022•高二课时练习）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电

阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻/?、电流显示器、电源连

成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物，0~4时间内升降机停在某一楼层处，时刻升降机开始运动，从电流显示

器中得到电路中电流i随时间1变化情况如图乙所示，则下列判断正确的是（）

电流显示器

升降机m__

II**^1

绝缘重物IIII

IIII

IIII

压敏电阻IIII

°’14’4t

甲乙

A.在匕G时间内绝缘重物的加速度向下

B.在44时间内绝缘重物的加速度向下

C.升降机开始时可能停在1楼，从6时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在高楼层

D.升降机开始时可能停在高楼层，从乙时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼

45.（2022・高二课时练习）如图是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。飞为压力传感器。&为可调电阻，R2两端电压越大，电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强（)

-------►

A.压力越大R1越大

B.压力越大与越小

C.调节&的大小可以起到保护电路的作用

D.调节为的大小可以改变苹果筛选的标准

46.（2022・高二课时练习）如图为某一型号电熨斗工作示意图，其中温度敏感元件是双金属片，在温度上升时上层

金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。现需要用该电熨斗对衣物加热至温度为120℃,关于该装置工

作原理，下列说法正确的是（）

调温旋钮

弹性铜片一ZZZ二D升降螺钉

:B忆绝缘支F

-220V

双金属片［电热丝

--------o

金属底板

A.常温下，该装置触点是接触状态

B.常温下，该装置触点是分离状态

C.若被加热衣物温度无法达到120℃,则需要将调温旋钮向下旋转

D.若被加热衣物温度无法达到120℃,则需要将调温旋钮向上旋转

47.（2022.高二课时练习）电子眼在城市道路上随处可见，电子眼在交通管理中的运用，大大减小了交管部门的工

作强度。电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压

时两端产生电压，压力越大电压越高，压力稳定电压稳定，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红

灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子

眼拍照留存•则红灯亮时（）

压I7

电G

薄I

膜

甲乙

A.车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流

B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电

C.增大电阻R值，可以使电容器稳定时的带电量减小

D.汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照留存

48.（2022春•江西抚州•高二期末）光控台灯是在普通调光台灯的基础上加装一个光控电路，使其能根据周围的环境

照度自动调整台灯亮度，当环境照度较弱时，光控台灯亮度就较大；当环境照度较强时，光控台灯亮度就较小，图

为光控台灯简易电路图，E为电源，其内阻为r,L、L为灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R为光敏电阻，其阻值

大小随所受照射光强度的增大而减小，电表为理想电流表，若照射光敏电阻的光的强度增强，则下列判断正确的是

A.电流表的示数变大

B.电源内电压变小

C.小灯泡L变暗，故J实现光控台灯的功能

D.小灯泡L?变暗，故L?实现光控台灯的功能

三、填空题

49.（2022春•四川遂宁•高二期末）如图甲所示，电源的电动势E=10V,电源内电阻可忽略不计；G是内阻为4的

灵敏电流表，定值电阻R上标有“2V、4xlO-3w”的字样，号为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示。

闭合开关S,当&的温度等于120℃时，电流表示数4=5mA。

（1）由图乙可知，当&的温度逐渐增加时，&的阻值___________（选填"增大”、"减小”、"不变”）

（2）电流表内阻4为n

（3）定值电阻R两端电压为2V时，热敏电阻&的温度为℃

50.（2022・高二课时练习）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运

动状态的装置，如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上并接入电路，其上放置物块；合上电键后，在升降机运

动过程的某一段时间内，发现电流表的示数/不变，且/大于升降机静止时电流表的示数则相比升降机静止时,

压敏电阻的阻值______,它两端的电压________（填"增大”、"减小”或"不变”）。据此判断物块在这段时间内的运动

是（填“超重”或“失重”）状态，升降机在这段时间内的运动情况是。

51.（2022秋・河北石家庄•高二石家庄市第十七中学校考阶段练习）如图所示，图甲为热敏电阻的R—f图象，图乙

为用此热敏电阻R和继电器、滑动变阻器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为120Q。当线圈的

电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合•为继电器线圈供电的电池的电动势E=10.0V,内阻可以不计。图

中的“电源”则是恒温箱加热器的电源。问：

（1）应该把恒温箱内的加热器接在___________（选填“4、B端”或“C、。端”）。

（2）如果要使恒温箱内的温度保持50℃,滑动变阻器k的阻值应调节为Qo

52.（2021春・江西上饶•高二阶段练习）如下图所示，图甲为热敏电阻的R—图象，图乙为用此热敏电阻R和继电

器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为100C。当线圈中的电流大于或等于30mA时，继电器的

衔铁被吸合•为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

（1）应该把恒温箱内的加热器接在______端。（填"A、夕成“C、D”）

（2）如果要使恒温箱内的温度保持50℃,可变电阻的值应调节为C。

参考答案:

1.B

【详解】A.汽车保持静止时，Q=CU,电容器带电，故A错误；

B.汽车静止时与匀速直线运动时，电容器的电容相同，故B正确；

C.当汽车向右匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，弹簧长度不变，则电容器电介质相对

于电容器向左运动，由

可知电容变大，因两极的电压不变，则电容器的电荷量变大，电路中有顺时针方向的电流，故C错误；

D.汽车向右做匀加速运动过程中，加速度不变，弹簧伸长量不变，电容器充电完成后，不再有电流，故D错误。

故选B。

2.B

【详解】A.由题可知，电容器的电压不变，当待测压力突然增大时，尸向上压膜片电极，由。=:之，可知d减

小，电容增大，A错误；

BC.由题可知，电容器的电压不变，若尸向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成逆时

针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏；电流从N流向M,故M点的电势比N点的低，C错误、B正确；

D.若电流计示数稳定且不为零，说明电容器正在充放电，电容器的电容变化，说明压力F变化，D错误。

故选B。

3.D

【详解】A.当物体有向左的加速度a时，滑块所受的弹簧的合力向左，滑块向右移动，根据顺着电流方向电势降

低，可知P端的电势高于Q点的电势，则电压表的指针将向零点右侧偏转，故A错误；

B.若电压表的示数不变，说明物块所处的位置不变，则所受合力恒定，加速度恒定，则说明物体做匀变速直线运

动，故B错误；

C.若电压表的示数增大，则说明物体离中心位置的距离增大，则物体的合外力增大，即加速度增大，但加速度方

向和速度方向可以同向合反向，则物体的速度增大或减小，故c错误；

D.设滑动变阻器的长度为L,加速度为。时，电压表的示数为U,则有

2kx=ma

x

U=——2E

L

联立解得

由于。与〃成正比，所以表盘的刻度应均匀，故D正确;

故选D。

4.C

【详解】由于用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，则电路的电流变大，总电阻减小，所以光敏

电阻的阻值随光照强度增加而减小，则ABD错误；C正确；

故选C。

5.D

【详解】A.将R接入电路的阻值调整为20kQ,则当照度降低至iJl.Olx时RG为20kQ,此时控制开关两端电压升

为总电压一半1.5V,还未启动照明系统，故A错误；

B.使照明系统在照度降低到0.8lx时启动，根据串联电路特点，将R接入电路的阻值调整为

23kC_2

23kC+R-3V

解得

R=11.5kn

故B错误；

C.R接入电路的阻值不变时，照度越大，光敏电阻阻值变小，分压变小，故C错误；

D.若要在光照更暗，光敏电阻更大时启动照明系统，根据串联电路特点可知，应将R接入电路的阻值调大，故D

正确。

故选D。

6.A

【详解】A.若仅将他的滑片向下移动，R变大，外电路总电阻变大，路端电压即电压表的示数变大，电源效率变

大，故A正确；

B.若仅将&的滑片向下移动，&和以并联部分的电阻变大，分压变大，心消耗的电功率变大，电容器两端的电

压减小，带电微粒将向下运动，故B错误；

C.若仅增大光照强度，R/减小，私分压变大，消耗的电功率变大，故C错误；

D.若仅增大光照强度，R/减小，分压减小，电容器放电，R3中有向上的电流通过，故D错误。

故选Ao

7.D

【详解】A.根据图像可知，水温100C时

/?,=10()Q

此时电压表指针偏转达到最大位置，即3V,根据题意可知

解得

E=6V

内阻不计，所以电源输出电压为6V,故A错误;

B.根据

E

U=--------%

R0+R,

可知，水温越高，热敏电阻阻值越小，电压表的示数越大，故B错误;

C.水温0℃时

R,=500Q

根据

E

U=--------R.=IV

&+R,

故C错误:

D.水温55℃时

4=1500

根据

E

U=---------4=2.4V

&+R,

故D正确。

故选D。

8.C

【详解】由图乙可知，当温度为20C时，热敏电阻的阻值为1000。，欧姆定律可得

£=10004+（人

当电流示数为乙时，由欧姆定律

E=I2R+I2R,

代入数据联立解得

R=2500C

由图乙可知2500。对应的温度是80℃。

故选C。

9.D

【详解】往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻均温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压

表示数变小。当酒精蒸发完毕后，Rr的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变。

故电压表的示数将逐渐变大，最后不变。

故选D。

10.D

【详解】BD.由题可知，鸨丝的电阻随温度的升高而增大，利用该特性制作的温度传感器，能够把温度这个热学

量转换为电阻这个电学量，故D正确，B错误；

AC.该传感器利用了铝丝的物理性质，敏感元件和转换元件都是铝丝，故AC错误。

故选D。

11.B

【详解】AB.金属导体板上的电流是带负电的电子定向移动形成的，当电流如图所示时，根据左手定则，电子受

到的洛伦兹力方向向上，所以上极板聚集负电荷，则达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定低于下侧

面A'的电势。A错误，B正确：

C.根据

,,,IB

U-k—

d

可知，A4'之间的电势差U与导体的厚度无关。C错误；

D.根据

,,,1B

U=K---

d

可知，增大磁感应强度8时，AV之间的电势差U增大。D错误。

故选B。

12.A

【详解】由图可以看出，磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度

变大，电阻变大；

AB.闭合开关S,图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，则干路总电流减小即安培表示数减小,

由内电压和滑动变阻器心电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知伏特表的示数增大，故A正确，B错误；

CD.磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，所以闭合开关S,图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表

的示数不变，故CD错误.

【点睛】本题要求同学们能读懂各个图象的物理意义，变化规律，知道磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，

只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大.

13.B

【详解】A.甲图中，电流恒为/。，压力等于重力，故电梯处于平衡状态，可能做匀速直线运动，选项A正确；

B.乙图中，电流从。逐渐变大到2/。，电阻变小，则压力逐渐变大，且大于重力，所以加速度向上逐渐变大，电梯

可能变加速上升，也可能变减速下降，选项B错误；

C.丙图中，电流保持2/。不变，电阻比原来小且保持不变，则压力不变且大于重力，所以加速度向上且保持不变，

电梯可能匀加速上升，也可能匀减速下降，选项C正确；

D.丁图中，电流从2/。逐渐减小到/。，则电阻逐渐变大，压力逐渐减小到〃化，则向上的加速度逐渐减小到0