2025年高考物理三轮复习之传感器VIP

第55页（共55页）2025年高考物理三轮复习之传感器一．选择题（共10小题）1．（2025•上海二模）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（）A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应 B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化 C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小 D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化2．（2022春•昌江区校级期中）下列关于传感器的说法中错误的是（）A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量 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．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制3．（2022春•雨花区校级期中）电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮（）织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛麻熨烫温度低﹣→高A．向下 B．向上 C．保持原状 D．不能确定4．（2022春•永顺县期中）传感器在日常生活中由广泛的应用，超市里的电子秤使用的是（）A．超声波传感器 B．压力传感器 C．温度传感器 D．红外线传感器5．（2022春•荔湾区校级期中）如图所示器具均应用了传感器，下列说法正确的是（）A．话筒应用了热传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电子秤所使用的测力装置是光敏电阻传感器 C．烟雾散射火灾报警器应用了声传感器 D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断6．（2022春•沙坪坝区校级期中）下列有关传感器的说法正确的是（）A．霍尔元件属于光敏元件 B．半导体制成的光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 C．半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而增大 D．楼道内的照明灯仅在夜晚有声音时开启，表明照明系统电路内部既有声控传感器也有光控传感器7．（2022春•南安市期中）关于传感器的下列说法正确的是（）A．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 B．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作 C．霍尔元件能够检测磁场及其变化，其原理是法拉第电磁感应定律 D．新冠疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器8．（2021秋•信阳期末）关于传感器，下列说法正确的是（）A．自动门上安装的是温度传感器 B．干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件 C．话筒内有传感器，该传感器是根据电磁感应原理工作的 D．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作9．（2021春•白水县期末）下列有关传感器的说法中错误的是（）A．霍尔元件是一种磁传感器 B．光电鼠标利用了光传感器 C．电子秤是利用了力传感器 D．枪式测温仪利用了温度传感器10．（2021秋•藤县校级期中）某品牌空调主机装有一种传感器，其作用是当室内温度与摄氏温度相差到一定值时，会自动启动主机工作，这种传感器称为（）A．温度传感器 B．压力传感器 C．光电传感器 D．气体传感器二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024秋•黄浦区校级期末）物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E＝3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压U≥2V时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（）照度/Lx0.20.40.60.81.01.2电阻/kΩ754024201815A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻 B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越小 C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，该天6：00后该系统即可工作 D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短（多选）12．（2024秋•长春期末）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（）A．磁场能使硬币的速度增加得更快 B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加 C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力 D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些（多选）13．（2024秋•淄博期末）某同学设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板（电阻不计）相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上，迎风板与金属杆接触良好，并能在光滑的金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。弹簧的劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，迎风板面积S＝1m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的限流电阻的阻值R＝2Ω，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压传感器（内阻无穷大）的示数U1＝6V。假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，如果某时刻风吹迎风板使其向左压缩弹簧，电压传感器的示数变为U2＝2V。则（）A．金属杆每米长度的电阻为6Ω B．金属杆每米长度的电阻为3Ω C．作用在迎风板上的风力大小为540N D．风速大小为20m/s（多选）14．（2024秋•西青区期末）酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。简化电路如图所示，若传感器电阻与酒精气体的浓度c成反比，且酒精气体的浓度c＝0时，传感器电阻极大。电流表A和电压表V均可视为理想电表。当吹入酒精气体时，下列说法正确的是（）A．小灯泡L变亮 B．电流表A的示数变小 C．电压表V的示数变小 D．电容器C上电荷量增多（多选）15．（2024•长安区一模）如今智能手机中普遍安装了陀螺仪，它是一种加速度传感器，尺寸目前可以做到（3×3×1）mm，可集成于手机内部，用来检测手机的姿态。其工作原理如图所示，当手机运动状态改变时，固连在手机上的A部分随手机一起运动时，质量块B是通过弹性物体连接手机，由于惯性，不会随手机立刻发生变化，出现运动滞后，这样电容器电容值就发生了变化，变化的电容值会通过电信号传输给处理单元，就可测量手机的姿态，铺三层这种结构，就可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，这样就可以360°无死角检测手机运动。以下说法中正确的是（）A．在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用 B．可以测量出任意情况下手机相对地面的速度 C．这种探测器可以测量地磁场强度，进而进行GPS定位 D．改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的三．解答题（共5小题）16．（2024秋•浦东新区期末）变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。（1）“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图1所示。若被测金属丝R的电阻值约为30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为。A.0～1ΩB.0～50ΩC.0～500Ω（2）按如图2所示的电路研究小灯泡的U﹣I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I﹣U图像应该是。（3）“测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如图3甲所示。已知R0＝1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图3乙所示的U﹣I图线，则该电池的电动势为V，内电阻为Ω。（4）某种对车辆进行快速称重的电子秤重计原理图，如图4所示，下列说法正确的是。A.称重计在电路中相当于一个电压表B.电路中的R1是没有作用的C.当车辆越重时，流过称重计的电流越大D.当车辆越重时，流过称重计的电流越小17．（2023秋•宝山区期末）力传感器是一种将力信号转变为电信号的电子元件。图1中的金属丝是一种“应变片”，它将金属片在力F作用下的形变转换成电阻的变化。（1）金属丝电阻大小的变化遵循了。A．欧姆定律B．电阻定律C．楞次定律D．焦耳定律（2）有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图2所示，主要由三部分构成：受压板、力传感器R和显示重量的仪表G（实质上是电流表）。不计受压板的质量，已知电流表的测量范围为0～3A，内阻不计；电源电动势为12V，内阻为1Ω；电阻R随压力F变化的函数式为R＝35﹣0.01F（F和R的单位分别是N和Ω）。①当F在允许的测量范围内增大时，流过电流表的电流将。A．变大B．不变C．变小②该秤能测量的最大重量是。A．3500NB．3400NC．3200ND．3100N③该秤将电流表的电流刻度I转换成重量刻度G，试问G的刻度是否均匀变化？请说明理由？18．（2024秋•海淀区校级期中）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R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。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。（1）计算电压表的最大示数；（2）计算该电子秤能测量的最大质量；（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式。19．（2024秋•泉州期中）如图甲是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，利用电信号来显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的弹簧相连，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，电压表的示数为零，放上重物后当滑片从最上端滑到最下端过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。已知滑动变阻器总长度L＝20cm，电源内阻不计，电压表、电流表均为理想电表，g取10m/s2，弹簧的劲度系数k＝10N/m，不计一切阻力。求：（1）滑动变阻器R的最大阻值；（2）电源电动势E和限流电阻R0的阻值；（3）电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。20．（2024秋•佛山期中）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，托盘与弹簧的质量、电阻均可忽略，滑动变阻器R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上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。（1）随m增大，流过R0的电流如何变化，电压表的示数如何变化；（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。

2025年高考物理三轮复习之传感器参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）题号12345678910答案DABBDDDCDA二．多选题（共5小题）题号1112131415答案BDCDADACAD一．选择题（共10小题）1．（2025•上海二模）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应，与一般光电管的工作原理相同。某光敏电阻，当用不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光敏电阻，下列说法正确的是（）A．用红光照射时光敏电阻发生了光电效应 B．用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化 C．用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能小 D．用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；推理法；光电效应专题；推理论证能力．【答案】D【分析】用不同强度的红光照射时，光敏电阻的阻值不发生变化，不发生光电效应，用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化，发生光电效应。【解答】解：A．用不同强度的红光照射时，光敏电阻的阻值不发生变化，说明电阻内没有发生光电效应，故A错误；B．当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化，发生光电效应，白光中含有各种单色光，包含黄光，当用不同强度的白光照射时，光敏电阻的阻值会发生变化，故B错误；C．根据光电效应方程有Ekmax＝hν﹣W0黄光的光子能量一定，用不同强度的黄光照射，当用强度较大的黄光照射时，光敏电阻逸出的光电子的最大初动能不变，故C错误；D．紫光的光子能量大于黄光的光子能量，可知，用不同强度的紫光照射，电阻内发生了光电效应，光敏电阻的阻值一定发生变化，故D正确。故选：D。【点评】每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于极限频率才能产生光电效应。2．（2022春•昌江区校级期中）下列关于传感器的说法中错误的是（）A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量 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．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制【考点】常见的传感器及分类；常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；推理法；理解能力．【答案】A【分析】通过各种传感器的原理以及常见仪器及工具的性质和原理进行判断。【解答】解：A、霍尔元件能够把磁学量（磁感应强度）转换为电学量（霍尔电压），故A错误；B、自动调温的空调应用的是温度传感器，故B正确；C、电子秤应用的是压力传感器，故C正确；D、电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，故D正确。本题选错误的，故选：A。【点评】本题考查了各种传感器的运用，要知道它们的原理，并能与实际生活相联系。3．（2022春•雨花区校级期中）电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮（）织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛麻熨烫温度低﹣→高A．向下 B．向上 C．保持原状 D．不能确定【考点】常见的传感器及分类．【答案】B【分析】双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，当温度升高时，双金属片便向下层弯曲，温度越高，弯曲越显著．要设定较高的温度，即温度较高时，使得金属片才能离开触点，只要将调温旋钮下降．反之，向上．【解答】解：双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，当温度升高时，双金属片便向下层弯曲。熨烫丝绸比棉麻衣物需要设定较低的温度，即温度较低时，金属片才能离开触点，所以要将调温旋钮向上旋转，保证在温度达到一定值时，金属片与触点分离。故B正确、ACD错误。故选：B。【点评】本题是热传感器在电熨斗中的应用，要知道双金属片的特性，知道如何调温．4．（2022春•永顺县期中）传感器在日常生活中由广泛的应用，超市里的电子秤使用的是（）A．超声波传感器 B．压力传感器 C．温度传感器 D．红外线传感器【考点】常见的传感器及分类；常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】B【分析】了解各种传感器的特点、工作原理，以及它们在仪器设备中的应用。【解答】解：电子秤是将物体放置在上面后，通过感知压力来测量物体的质量的，故电子秤所使用的测力装置是力传感器，故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题考查常见的传感器的应用，解答本题要明确各种传感器的特点、工作原理，知道在仪器设备中的应用。5．（2022春•荔湾区校级期中）如图所示器具均应用了传感器，下列说法正确的是（）A．话筒应用了热传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电子秤所使用的测力装置是光敏电阻传感器 C．烟雾散射火灾报警器应用了声传感器 D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断【考点】常见的传感器及分类；常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】D【分析】分析生活中的电子设备的原理并逐个选项加以分析。【解答】解：A、话筒应用了声传感器，其作用是将声信号转化为电信号，故A错误；B、电子秤所使用的测力装置是压力传感器，故B错误；C、烟雾散射报警器是应用烟雾对光的散射来工作的，所以该报警器利用的传感器是光传感器，故C错误；D、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断，故D正确；故选：D。【点评】本题主要考查了传感器在生活中的应用，理解传感器的类型并结合选项分析即可。6．（2022春•沙坪坝区校级期中）下列有关传感器的说法正确的是（）A．霍尔元件属于光敏元件 B．半导体制成的光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 C．半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而增大 D．楼道内的照明灯仅在夜晚有声音时开启，表明照明系统电路内部既有声控传感器也有光控传感器【考点】常见的传感器及分类；常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】D【分析】明确各种传感器的原理和应用，知道半导体材料在传感器中的应用。【解答】解：A.霍尔元件属于磁敏元件，故A错误B.半导体制成的光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，故B错误C.半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故C错误D.楼道内的照明灯仅在夜晚有声音时开启，表明照明系统电路内部既有声控传感器也有光控传感器，故D正确。故选：D。【点评】本题考查传感器的原理和应用，知道各种传感器的性质，明确楼道照明灯的原理，知道其中所用到的传感器有哪些。7．（2022春•南安市期中）关于传感器的下列说法正确的是（）A．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 B．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作 C．霍尔元件能够检测磁场及其变化，其原理是法拉第电磁感应定律 D．新冠疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器【考点】常见的传感器及分类；常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；归纳法；恒定电流专题；理解能力．【答案】D【分析】传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。根据各种传感器的工作原理进行分析。【解答】解：A、话筒是一种常用的声传感器，其作用是通过电磁感应将声信号转换为电信号，故A错误；B、交警使用的酒精测试仪主要目的是测量酒精度，它是酒精气体传感器，它的阻值随酒精浓度的变化而变化，不是利用压力工作的，故B错误；C、霍尔元件能够检测磁场及其变化，是根据霍尔效应原理（电场力与洛伦兹力平衡）制成的，不是根据法拉第电磁感应定律，故C错误；D、新冠疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器，故D正确。故选：D。【点评】本题考查传感器在生产、生活中的应用，要理解它们的工作原理。这种题型属于基础题，关键要善于积累。8．（2021秋•信阳期末）关于传感器，下列说法正确的是（）A．自动门上安装的是温度传感器 B．干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件 C．话筒内有传感器，该传感器是根据电磁感应原理工作的 D．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作【考点】常见的传感器及分类；常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】C【分析】传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，掌握常见传感器的工作原理和应用。【解答】解：A、自动门上安装的是红外线传感器，故A错误；B、干簧管能够感知磁场，相当于开关，故B错误；C、话筒内的传感器是根据电磁感应原理工作的，敏感元件是膜片，转换元件是线圈，故C正确；D、交警使用的酒精测试仪主要目的是测量酒精度，它是酒精气体传感器，它的阻值随酒精浓度的变化而变化，不是利用压力工作的，故D错误。故选：C。【点评】对于传感器我们应该了解它是一种将其它信号转换为电信号，从而实现对电路控制的装置，它的应用也比较广泛，在不同的应用中，它转换的信号不同，我们应具体问题具体分析。9．（2021春•白水县期末）下列有关传感器的说法中错误的是（）A．霍尔元件是一种磁传感器 B．光电鼠标利用了光传感器 C．电子秤是利用了力传感器 D．枪式测温仪利用了温度传感器【考点】常见的传感器及分类．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】D【分析】霍尔元件能够把磁感应强度的变化转化为电压；光电鼠标是利用了光传感器把光信号转化为电信号；电子秤称量物体的质量利用了力传感器把压力的变化转化为电信号；枪式测温仪是利用了红外线传感器。【解答】解：A．霍尔元件是能够将磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种传感器，故A正确；B．光电鼠标器是通过红外线或激光检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动的一种硬件设备，光电鼠标利用了光传感器，故B正确；C．电子秤是利用了力传感器，故C正确；D．枪式测温仪是根据人体辐射的红外线来测温的，枪式测温仪利用了红外线传感器，故D错误。本题选错误的，故选：D。【点评】题目当中涉及到的设备都是我们日常生活用品，需要我们平时的积累，留意，也是物理知识再生活中应用的一种体现。10．（2021秋•藤县校级期中）某品牌空调主机装有一种传感器，其作用是当室内温度与摄氏温度相差到一定值时，会自动启动主机工作，这种传感器称为（）A．温度传感器 B．压力传感器 C．光电传感器 D．气体传感器【考点】常见的传感器及分类；常见传感器的工作原理及应用．【专题】应用题；定性思想；推理法；电磁学；理解能力；推理论证能力；分析综合能力．【答案】A【分析】明确当温度差到一定时，机器工作，说明与温度有关，故为温度传感器。【解答】解：根据题意可知当室内温度与室外温度相差到一定时，会自动启动主机工作，与温度有关，故传感器为温度传感器，故A正确，BCD错误；故选：A。【点评】明确传感器的工作原理，知道温度传感器的工作与温度有关。二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024秋•黄浦区校级期末）物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E＝3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压U≥2V时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（）照度/Lx0.20.40.60.81.01.2电阻/kΩ754024201815A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻 B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越小 C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，该天6：00后该系统即可工作 D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短【考点】常见的传感器及分类；闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】解题思想；定性思想；电磁感应与电路结合；分析综合能力．【答案】BD【分析】根据题意，分析实验电路结合表中数据推断电阻类型；根据推断出的电阻类型及其特点分析即可；若将定值电阻的阻值变为20kΩ，则控制开关自动启动时光敏电阻为40kΩ，此时对应照度为0.4Lx，结合图乙可解；根据光敏电阻的特性：光照强度越大，光敏电阻的阻值越小，结合表中数据求解。【解答】解：AB．当控制开关两端电压U≥2V时，控制开关会自动启动照明系统，可知光照强度小时，控制开关两端的电压大；根据表格的数据可知，当光照强度小时，光敏电阻的阻值大，则可推断R1为光敏电阻，R2为定值电阻；光照强度越大，光敏电阻R1的阻值就越小，因此该电路控制开关两端的电压越小，故A错误，B正确；C．如果将定值电阻的阻值变为20kΩ时，则控制开关自动启动时光敏电阻为40kΩ，根据表格数据可知此时对应的照度为0.4Lx结合图乙可知，该天系统工作时间段为：0～6：00、18：00～24：00，故C错误；D．根据题意可知，该电路中的定值电阻的阻值越大，控制开关自动启动时，光敏电阻的阻值越大，此时对应的光照强度就越小，则可得该天照明系统工作的时间就越短，故D正确。故选：BD。【点评】解答本题的关键是，能够读懂表格的信息，知道光照强度越大，光敏电阻的阻值越小，能够根据串联电路分压帮助分析。（多选）12．（2024秋•长春期末）如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是（）A．磁场能使硬币的速度增加得更快 B．由于磁场的作用，硬币的机械能增加 C．硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力 D．如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理论证能力．【答案】CD【分析】硬币进入磁场区域，硬币的磁通量变化，根据法拉第电磁感应定律可知会产生感应电流，会阻碍硬币的运动，使硬币的能量减小。【解答】解：AC、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力，若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动，若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场，若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢，综上所述，磁场能使硬币的速度增大变慢，故A错误，C正确；B、根据题意可知，硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的相对运动，对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故B错误；D、如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，由动能定理可知，硬币到达测速器位置时速度更大一些，故D正确。故选：CD。【点评】本题是对电磁感应定律的考查，明确感应电流会阻碍硬币的相对运动，从而减小物体的机械能的大小。（多选）13．（2024秋•淄博期末）某同学设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板（电阻不计）相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上，迎风板与金属杆接触良好，并能在光滑的金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。弹簧的劲度系数k＝1300N/m，自然长度L0＝0.5m，迎风板面积S＝1m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的限流电阻的阻值R＝2Ω，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压传感器（内阻无穷大）的示数U1＝6V。假设风（运动的空气）与迎风板作用后的速度变为零，空气的密度为1.3kg/m3，如果某时刻风吹迎风板使其向左压缩弹簧，电压传感器的示数变为U2＝2V。则（）A．金属杆每米长度的电阻为6Ω B．金属杆每米长度的电阻为3Ω C．作用在迎风板上的风力大小为540N D．风速大小为20m/s【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】AD【分析】定值电阻R与金属杆串联，当无风时，根据电压表示数，应用闭合欧姆定律求出电流，再根据公式R=UI求出金属杆接入电路的电阻，根据有风时电压表示数可用第1题的方法求出金属杆接入电路的电阻，由电阻再求出此时弹簧的长度，根据胡克定律F【解答】解：AB.当无风时，定值电阻R与金属杆串联，由欧姆定律得，电路中电流I=E-U1R+r，解得I=2CD.当有风时，由欧姆定律得，电路中电流I'=E-U2R+r，解得I'=103A，此时金属杆接入电路中的电阻R金=U2I'，解得R金=0.6Ω，此时金属杆的长度为L＝0.1m，根据胡克定律得作用在迎风板上的风力F＝K（L0﹣L）＝1300×（0.5﹣0.1）N＝520N，以在极短时间Δ故选：AD。【点评】本题考查电压、电流、电阻的计算，关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电压的规律。解决力电综合题，关键寻找力与电的桥梁，本题的桥梁是弹簧的长度。（多选）14．（2024秋•西青区期末）酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。简化电路如图所示，若传感器电阻与酒精气体的浓度c成反比，且酒精气体的浓度c＝0时，传感器电阻极大。电流表A和电压表V均可视为理想电表。当吹入酒精气体时，下列说法正确的是（）A．小灯泡L变亮 B．电流表A的示数变小 C．电压表V的示数变小 D．电容器C上电荷量增多【考点】常见传感器的工作原理及应用；电路动态分析．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】AC【分析】题目中提到的酒精测试仪利用了电阻随酒精气体浓度变化的原理，当酒精气体浓度增加时，传感器电阻减小。我们需要根据闭合电路的欧姆定律分析这种电阻变化对电路中各元件的影响。【解答】解：当吹入酒精气体时，由于传感器电阻随酒精气体浓度增大而减小，故传感器的电阻减小，则回路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，总电流变大，灯泡L变亮，电流表示数变大，灯泡和电源内阻上的电压变大，则传感器上的电压即电压表示数减小，根据C=QU，电容器两板间电压减小，带电荷量减小，故BD错误，故选：AC。【点评】本题的关键在于理解传感器电阻变化对电路中电流、电压以及电容器电荷量的影响。当传感器电阻减小时，电路中的总电流增加，导致小灯泡L变亮，电压表V的示数变大，以及电容器C上的电荷量增多。正确理解这些变化对于解答本题至关重要。（多选）15．（2024•长安区一模）如今智能手机中普遍安装了陀螺仪，它是一种加速度传感器，尺寸目前可以做到（3×3×1）mm，可集成于手机内部，用来检测手机的姿态。其工作原理如图所示，当手机运动状态改变时，固连在手机上的A部分随手机一起运动时，质量块B是通过弹性物体连接手机，由于惯性，不会随手机立刻发生变化，出现运动滞后，这样电容器电容值就发生了变化，变化的电容值会通过电信号传输给处理单元，就可测量手机的姿态，铺三层这种结构，就可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，这样就可以360°无死角检测手机运动。以下说法中正确的是（）A．在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用 B．可以测量出任意情况下手机相对地面的速度 C．这种探测器可以测量地磁场强度，进而进行GPS定位 D．改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的【考点】常见传感器的工作原理及应用；超重与失重的概念、特点和判断．【专题】定性思想；推理法；电容器专题；推理论证能力．【答案】AD【分析】根据传感器的使用原理分析；根据电容器的决定式分析。【解答】解：A．这种传感器的使用原理是惯性，跟重力无关，所以在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用，故A正确；BC．这种探测器是一种加速度传感器，可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，用来检测手机的姿态，不可以测量出任意情况下手机相对地面的速度，也不可以测量地磁场强度，进行GPS定位，故BC错误；D．由图可知，手机上的A部分与质量块B发生相对移动时，电容的正对面积和板间距d发生变化，所以改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的，故D正确。故选：AD。【点评】本题考查了加速度传感器，注意物理知识在实际中的应用。三．解答题（共5小题）16．（2024秋•浦东新区期末）变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。（1）“测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图1所示。若被测金属丝R的电阻值约为30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为B。A.0～1ΩB.0～50ΩC.0～500Ω（2）按如图2所示的电路研究小灯泡的U﹣I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I﹣U图像应该是C。（3）“测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如图3甲所示。已知R0＝1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图3乙所示的U﹣I图线，则该电池的电动势为1.40V，内电阻为1Ω。（4）某种对车辆进行快速称重的电子秤重计原理图，如图4所示，下列说法正确的是C。A.称重计在电路中相当于一个电压表B.电路中的R1是没有作用的C.当车辆越重时，流过称重计的电流越大D.当车辆越重时，流过称重计的电流越小【考点】常见传感器的工作原理及应用；导体电阻率的测量；伏安法测电阻；测量普通电源的电动势和内阻．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】（1）B：（2）C；（2）1.40；1（4）C。【分析】（1）根据电路安全分析选择滑动变阻器；（2）I﹣U图像与坐标原点连线的斜率逐渐表示电阻的倒数；（3）由闭合电路欧姆定律结合图像求解；（4）根据电路图结合欧姆定律分析。【解答】解：（1）电路图滑动变阻器采用限流接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值与待测电阻阻值接近的；若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为0～50Ω，故AC错误，B正确。故选：B。（2）随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻随之增大，则I﹣U图像与坐标原点连线的斜率逐渐减小，故图像C满足题意，故C正确，ABD错误。故选：C。（3）由闭合电路欧姆定律E＝U+I（R0+r）化简可得U＝﹣（R0+r）l+E由图像可知R0+r=1.40-1.000.2-0Ω=2Ω，E＝（4）A.称重计串联在电路中，相当于电流表，故A错误；B.当车辆很重，滑片滑到最下端时，如果没有R1会造成电源短路，烧坏电源和电表，所以电路中的R1是起保护作用，故B错误；CD.当车辆越重时，弹簧的压缩量越大，滑片越往下，电路中总电阻越小，电流越大，故C正确，D错误。故选：C。故答案为：（1）B：（2）C；（2）1.40；1（4）C。【点评】此题主要考查闭合回路欧姆定律的理解，基础题。17．（2023秋•宝山区期末）力传感器是一种将力信号转变为电信号的电子元件。图1中的金属丝是一种“应变片”，它将金属片在力F作用下的形变转换成电阻的变化。（1）金属丝电阻大小的变化遵循了B。A．欧姆定律B．电阻定律C．楞次定律D．焦耳定律（2）有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图2所示，主要由三部分构成：受压板、力传感器R和显示重量的仪表G（实质上是电流表）。不计受压板的质量，已知电流表的测量范围为0～3A，内阻不计；电源电动势为12V，内阻为1Ω；电阻R随压力F变化的函数式为R＝35﹣0.01F（F和R的单位分别是N和Ω）。①当F在允许的测量范围内增大时，流过电流表的电流将A。A．变大B．不变C．变小②该秤能测量的最大重量是C。A．3500NB．3400NC．3200ND．3100N③该秤将电流表的电流刻度I转换成重量刻度G，试问G的刻度是否均匀变化？请说明理由？【考点】常见的传感器及分类．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】（1）B；（2）①A；②C；③G的刻度不均匀变化，理由见解析。【分析】（1）金属丝电阻大小的变化遵循电阻定律；（2）根据闭合电路欧姆定律分析解答。【解答】解：（1）金属丝电阻大小的变化遵循电阻定律，故ACD错误，B正确；故选：B。（2）①当F在允许的测量范围内增大时，电阻减小，根据欧姆定律可知电流增大，故A正确，BC错误；故选：A。②根据欧姆定律可知I=ER+r和R＝推得I=F＝3600−1200电流表最大为3A，代入可知F＝3200N故C正确，ABD错误；故选：C。③根据上述分析可知F＝3600−1200I，则压力F和电流I不是线性关系，所以G故答案为：（1）B；（2）①A；②C；③G的刻度不均匀变化，理由见解析。【点评】本题考查传感器的应用，解题关键掌握闭合电路欧姆定律的应用即可。18．（2024秋•海淀区校级期中）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R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。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力。（1）计算电压表的最大示数；（2）计算该电子秤能测量的最大质量；（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式。【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】（1）计算电压表的最大示数RER（2）计算该电子秤能测量的最大质量klg（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为：E-【分析】（1）当滑片在R最下方时，电压表示数最大，根据闭合电路欧姆定律求解；（2）根据共点力平衡条件求解；（3）根据电阻定律及共点力的平衡求解。【解答】解：（1）经分析知，当滑片在R最下方时，电压表示数最大，电路总电阻为：R′＝R+R0+r由闭合电路欧姆定律可得I=U′＝IR解得：U'（2）又题意可知，电子秤测量得最小质量为0；电子秤测量最大质量时，弹簧形变量增加l，由胡克定律结合受力分析：F增＝kl＝mg解得：m电子秤测量范围：0≤（3）由闭合电路得欧姆定律可得：I=当弹簧形变量增加x时，由电阻定律得：Rx由受力分析知：kx＝mgU＝IRx解得：U=答：（1）计算电压表的最大示数RER（2）计算该电子秤能测量的最大质量为klg（3）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为：E-【点评】本题考查闭合电路欧姆定律及共点力的平衡条件的应用，解题的关键电路结构分析，注意电阻定律的运用。19．（2024秋•泉州期中）如图甲是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图，利用电信号来显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的弹簧相连，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，电压表的示数为零，放上重物后当滑片从最上端滑到最下端过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。已知滑动变阻器总长度L＝20cm，电源内阻不计，电压表、电流表均为理想电表，g取10m/s2，弹簧的劲度系数k＝10N/m，不计一切阻力。求：（1）滑动变阻器R的最大阻值；（2）电源电动势E和限流电阻R0的阻值；（3）电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。【考点】常见传感器的工作原理及应用；用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻；电路动态分析．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】（1）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；（2）电源电动势为9V和限流电阻的阻值为10Ω；（3）电压表示数为Ux与所称物体质量m的关系式为Ux=90【分析】（1）根据题意和部分电路的欧姆定律可求；（2）根据闭合电路欧姆定律可求电动势和电阻值；（3）根据物体受力平衡再结合电路可求电压和物体质量的关系。【解答】解：（1）滑动变阻器全部接入时U＝6V，I＝0.3A由R（2）由图可知滑动变阻器不接入时I'＝0.9A根据E＝U+IR0，E＝I'R0代入数据解得E＝9V，R0＝10Ω（3）当物体质量为m时，压缩量mg＝kΔx电压表示数Ux=当电压最大时是6V，最大质量为0.2kg，代入数据解得，Ux=90m1+10答：（1）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；（2）电源电动势为9V和限流电阻的阻值为10Ω；（3）电压表示数为Ux与所称物体质量m的关系式为Ux=90【点评】明确闭合电路欧姆定律的内容，知道电路中电阻、电压和电流的关系。20．（2024秋•佛山期中）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，托盘与弹簧的质量、电阻均可忽略，滑动变阻器R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上端，此时电压表示数为0。设变阻器的总电阻为R、总长度为L，电源的电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计一切摩擦和其他阻力。（1）随m增大，流过R0的电流如何变化，电压表的示数如何变化；（2）推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力；模型建构能力．【答案】（1）随m增大，流过R0的电流不变，电压表的示数增大；（2）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为U=【分析】（1）根据电路图分析判断；（2）根据闭合电路欧姆定律、电阻定律和欧姆定律求解电压表示数U与所称物体质量m的关系式。【解答】解：（1）由题意可知，当物体质量m增大时，滑动变阻器的滑动端向下滑动，回路中的总电阻不变，故流过R0的电流不变，变阻器R上端与滑片间的电阻器增大，因电压表测变阻器R上端与滑片间的电压，故电压表的示数增大；（2）当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设托盘下降高度为x，由平衡条件可得：mg＝kx根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流：I=根据电阻定律，电压表测量的电阻为：Rx由欧姆定律得：U＝IRx联立以上四式解得：U=答：（1）随m增大，流过R0的电流不变，电压表的示数增大；（2）电压表示数U与所称物体质量m的关系式为U=【点评】本题是力电综合题，两者联系的桥梁是弹簧的形变量x，考查了闭合电路欧姆定律、电阻定律和欧姆定律等知识点。

考点卡片1．超重与失重的概念、特点和判断【知识点的认识】1．实重和视重：（1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。（2）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。2．超重、失重和完全失重的比较：现象实质超重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于物体重力的现象系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量完全失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零的现象系统具有竖直向下的加速度，且a＝g【命题方向】题型一：超重与失重的理解与应用。例子：如图，一个盛水的容器底部有一小孔。静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（）A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水分析：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g。解答：无论向哪个方向抛出，抛出之后的物体都只受到重力的作用，处于完全失重状态，此时水和容器的运动状态相同，它们之间没有相互作用，水不会流出，所以D正确。故选：D。点评：本题考查了学生对超重失重现象的理解，掌握住超重失重的特点，本题就可以解决了。【解题方法点拨】解答超重、失重问题时，关键在于从以下几方面来理解超重、失重现象：（1）不论超重、失重或完全失重，物体的重力不变，只是“视重”改变。（2）物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。（3）当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g的加速度的效果，不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失。（4）物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma。2．闭合电路欧姆定律的内容和表达式【知识点的认识】1.内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比跟内、外电路的电阻之和成反比。2.表达式：I=ER+r，E表示电动势，I表示干路总电流，3.闭合电路中的电压关系：闭合电路中电源电动势等于内、外电路电势降落之和E＝U外+U内。4.由E＝U外+U内可以得到闭合电路欧姆定律的另一个变形U外＝E﹣Ir。【命题方向】在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（）A、如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B、如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C、如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D、如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量分析：闭合电路里，电源的电动势等于内电压与外电压之和．外电压变化时，内电压也随之变化，但电源的电动势不变．解答：A、如外电压增大，则内电压减小，电源电动势保持不变。故A错误。B、如外电压减小，内电阻不变，内电压将增大，电源电动势保持不变。故B错误。C、如外电压不变，则内电压也不变。故C错误。D、根据闭合电路欧姆定律得到，电源的电动势等于内电压与外电压之和，如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势保持恒量。故D正确。故选：D。点评：本题要抓住电源的电动势是表征电源的本身特性的物理量，与外电压无关．【解题思路点拨】闭合电路的几个关系式的对比3．用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻【知识点的认识】闭合电路的欧姆定律的表达式为（1）I=（2）E＝U内+U外（3）U＝E﹣Ir可以根据具体的问题选择合适的公式计算电源的电动势和内阻。【命题方向】如图所示电路中，当开关S接a点时，标有“5V2.5W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1A，这时电阻R两端的电压为4V．求：（1）电阻R的值；（2）电源的电动势和内阻。分析：（1）由题，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1A，电阻R两端的电压为4V，由欧姆定律求出电阻R的值。（2）根据闭合电路欧姆定律分别对开关S接a点和b时列方程，联立组成方程组求解电动势和内阻。解答：（1）当开关S接b点时，电阻R的值为R=（2）当开关接a时，U1＝5V，I1=根据闭合电路欧姆定律得E＝U1+I1r①E＝U2+I2r②联立①②联解得E＝6Vr＝2Ω答：（1）电阻R的值为4Ω；（2）电源的电动势和内阻分别为E＝6V、r＝2Ω。点评：本题是简单的直流电路的计算问题。对于电源的电动势和内阻，常常根据两种情况闭合电路欧姆定律列方程，联立组成方程组求解。【解题思路点拨】闭合电路的几个关系式的对比4．用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻【知识点的认识】闭合电路的欧姆定律的表达式为（1）I=（2）E＝U内+U外（3）U＝E﹣Ir可以根据具体的问题选择合适的公式计算电路的电压、电流、电阻等参数。【命题方向】如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，电源的内阻r＝2Ω，电阻R1＝3Ω，电阻R2＝6Ω．当闭合电键S后，流过R2的电流为（）A、12AB、1AC、211AD、分析：根据闭合电路的欧姆定律求出通过电源的电流，再由并联电路的特点知通过R2的电流。解答：R1，R2并联后的电阻R=R1根据闭合电路的欧姆定律，流过电源的电流I=ER通过R1的电流为I2=R1R1+R2I故选：A。点评：本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，要求同学们能正确分析电路的结构，掌握并联电阻的计算方法。【解题思路点拨】闭合电路的几个关系式的对比5．电路动态分析【知识点的认识】1.模型概述：电路中某一参数变化时，其他参数的变化情况分析，就称为电路的动态分析。2.闭合电路动态问题的分析方法（1）程序法①分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；②由局部电阻变化判断总电阻的变化；③由I=ER④据U＝E一Ir判断路端电压的变化；⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。（2）结论法——“并同串反”“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。【命题方向】在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时，合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U，现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况（）A.I1增大，I2不变，U增大B.I1减小，I2增大，U减小C.I1增大，I2减小，U增大D.I1减小，I2不变，U减小分析：理清电路，确定电压表测得什么电压，电流表测得什么电流，抓住电动势和内阻不变，采用局部→整体→局部的方法，利用闭合电路欧姆定律进行分析。解答：R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，即A1示数减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大，即A2示数增大。故A、C、D错误，B正确。故选：B。点评：解决本题的关键抓住电动势和内电阻不变，结合闭合电路欧姆定律求解。注意做题前一定要理清电路，看电压表测的是什么电压，电流表测的是什么电流。【解题思路点拨】闭合电路的动态分析方法（1）程序法：局部→整体→局部。（2）“并同串反”法：所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小；所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。6．常见的传感器及分类【知识点的认识】1．力传感器的应用﹣﹣电子秤（1）作用：称量物体重量（2）敏感元件：应变片．应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．2．声传感器的应用﹣﹣话筒（1）话筒的作用：把声信号转换为电信号．（2）话筒分类：①电容式话筒；②驻极体话筒；③动圈式话筒．3．温度传感器：①敏感元件：热敏电阻和金属热电阻；②应用：电熨斗、电饭锅、测温仪、温度报警器．4．光传感器：①敏感元件：光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三极管等；②应用：鼠标、火灾报警器、光控开关．【命题方向】常考题型：为了更加安全、快捷地测量体温，医疗机构大量采用了非接触式体温计，这种体温计采用了（）A．压力传感器B．声音传感器C．红外传感器D．生物传感器分析：在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量，辐射红外能量的多少与物体表面的温度有密切关系．因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础．解答：一切物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多，红外线温度计是通过接收身体表面辐射出来的红外线来测温的，属于红外传感器．故选：C点评：本题考查了红外温度计的原理，是物理知识在生活中的实际应用，属于基础知识，要记住．【解题思路点拨】1．传感器的核心元件（1）敏感元件：相当于人的感觉器官，直接感受被测量，并将其变换成与被测量成一定关系的易于测量的物理量，如温度、位移等。（2）转换元件：也称为传感元件，通常不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出。（3）转换电路：是将转换元件输出的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流等。2.常见传感器的原理（1）光敏电阻①特点：光敏电阻一般由金属硫化物等半导体材料做成，当半导体材料受到光照时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强。②特性：光敏电阻的电阻随光照的增强面减小。光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量。（2）热敏电阻①特点：热敏电阻由半导体材料制成，有温度系数大、灵敏度极高、反应迅速、体积小、寿命长等优点。②分类：a、正温度系数热敏电阻（PTC热敏电阻）这种热敏电阻的电阻率随温度升高而增大，其特性与金属热电阻相似，其电阻随温度的变化图像如图甲所示；b、负温度系数热敏电阻（NTC热敏电阻）这种热敏电阻的电阻率随温度升高而明显减小，其电阻随温度的变化图像如图乙所示。③用途：热敏电阻是一种灵敏度极高的温度传感器，在测温过程中反应非常快。电子体温计及家用电器（电脑、空调、冰箱等）的温度传感器，主要使用热敏电阻。（3）霍尔元件①特点：霍尔元件在电流、电压稳定时，载流子所受电场力和洛伦兹力二力平衡。②应用：霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中。例如用霍尔效应可以确定一种半导体材料是电子型还是空穴型。半导体内载流子的浓度受温度、杂质以及其他因素的影响很大，因此霍尔效应为研究半导体载流子浓度的变化提供了重要的方法。7．常见传感器的工作原理及应用【知识点的认识】传感器的工作原理1．概念：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫传感器．2．组成：一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成．3．原理：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量．例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号；热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号．4．流程：5．类别：最简单的传感器由一个敏感元件（兼转换器）组成，它感受被测量时，直接输出电学量，如热电偶．有的传感器由敏感元件和转换器件组成，设有转换电路，如光电池、光电管等；有的传感器，转换电路不止一个，要经过若干次转换．6．传感器的分类：目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个：（1）按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器．（2）按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等．7．传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等．【命题方向】常考题型：图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器已调节到某一适当的值．实验中观察到当温度升高时灯更亮．对实验现象分析正确的有（）A．温度升高，电路中的电流减小B．温度升高，电路中的电流增大C．温度升高，热敏电阻的阻值增大D．温度升高，热敏电阻的阻值减小【分析】热敏电阻在受热时阻值变化，由闭合电路殴姆定律可知电路中的电流变化情况，从而确定灯泡的亮暗程度．解：当温度升高时，电路中的热敏电阻的阻值减小，由闭合电路殴姆定律可知：电路中的电流增大，导致灯泡变亮．故选：BD．【点评】为何要将滑动变阻器调到某一适当值，按常规应该调为0，随着热敏电阻减小，电流变大，灯泡功率更大吗？其实不然，当电源输出功率越大，灯泡才可能越亮，所以将滑动变阻器与电源组合一个新电源，当外电阻与内电阻阻值相等时，电源输出功率最大．【解题思路点拨】1．传感器的核心元件（1）敏感元件：相当于人的感觉器官，直接感受被测量，并将其变换成与被测量成一定关系的易于测量的物理量，如温度、位移等。（2）转换元件：也称为传感元件，通常不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出。（3）转换电路：是将转换元件输出的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流等。2.常见传感器的原理（1）光敏电阻①特点：光敏电阻一般由金属硫化物等半导体材料做成，当半导体材料受到光照时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强。②特性：光敏电阻的电阻随光照的增强面减小。光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量。（2）热敏电阻①特点：热敏电阻由半导体材料制成，有温度系数大、灵敏度极高、反应迅速、体积小、寿命长等优点。②分类：a、正温度系数热敏电阻（PTC热敏电阻）这种热敏电阻的电阻率随温度升高而增大，其特性与金属热电阻相似，其电阻随温度的变化图像如图甲所示；b、负温度系数热敏电阻（NTC热敏电阻）这种热敏电阻的电阻率随温度升高而明显减小，其电阻随温度的变化图像如图乙所示。③用途：热敏电阻是一种灵敏度极高的温度传感器，在测温过程中反应非常快。电子体温计及家用电器（电脑、空调、冰箱等）的温度传感器，主要使用热敏电阻。（3）霍尔元件①特点：霍尔元件在电流、电压稳定时，载流子所受电场力和洛伦兹力二力平衡。②应用：霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中。例如用霍尔效应可以确定一种半导体材料是电子型还是空穴型。半导体内载流子的浓度受温度、杂质以及其他因素的影响很大，因此霍尔效应为研究半导体载流子浓度的变化提供了重要的方法。8．导体电阻率的测量【知识点的认识】一、实验目的1．掌握螺旋测微器的原理及读数方法．2．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法．3．会用伏安法测电阻的方法测定金属的电阻率．二、实验原理把电阻丝连入如图所示的电路，用电压表测其两端电压，用电流表测电流，根据Rx=UI计算金属丝的电阻Rx，然后用米尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积三、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝．四、实验步骤1．测直径：用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d的平均值．2．测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L（即有效长度），反复测量三次，求出L的平均值．3．连电路：按照如图所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大．4．测电阻：电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记录在表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值．5．算电阻率：将测得的R、L、d的值代入电阻率计算公式ρ＝RSL=πd2R4L中，计算出金属丝的电阻率．或利用U﹣I6．整理：拆去实验线路，整理好实验器材．五、注意事项1．金属丝的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量．2．用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测三次，再取平均值．3．接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差．4．要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差．5．伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正确选择．六、误差分析1．金属丝直径、长度的测量带来误差．2．测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测＜R真，由R＝ρLS可知ρ测＜ρ真3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差．七、实验创新在此实验中，由于电压表、电流表内阻的影响，从而使金属丝电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差．1．等效替换法连接电路如图所示，R′为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电阻箱R′，使单刀双掷开关S分别接a和b时，若电流表中的电流示数相同，就表明Rx＝R′，即可测出Rx．（此方法可以在没有电压表的情况下顺利进行）2．附加电阻法连接电路如图所示，R0为一阻值较大的固定电阻，Rx为待测电阻．（1）断开S2，闭合S1调节变阻器R，使电流表、电压表都有一个适当读数，记下两表读数I1、U1．（2）保持变阻器阻值R不变，再闭合S2，记下两表的读数I2、U2．（3）待测电阻Rx=U【命题方向】题型一：仪器的选取及电路设计在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为3Ω，实验室备有下列实验器材：A．电压表V（量程3V，内阻约为3kΩ）B．电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω）C．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流0.5A）D．电源E（电动势为3V，内阻约为0.3Ω）E．开关S，导线若干（1）为减小实验误差，应选用图中乙（填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图．（2）现用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得其直径示数如丙图，则直径为0.608mm．图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为1.16×10﹣6Ωm．（结果保留3位有效数字）分析：（1）根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表采用内接法还是外接法，然后选择实验电路．（2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．由图示电表读出其示数，应用欧姆定律求出电阻阻值，由电阻定律求出电阻率．解：（1）因RVR=30003则有RV（2）螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×10.8mm＝0.108mm，所以最终读数为0.608mm．由图示电压表可知，其量程为3V，分度值为0.1V，所示为1.2V，由图示电流表可知，其量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，电阻阻值：R=UI=由R＝ρLS可知，电阻率：ρ=RSL=2.4×3.14×(12×0.608×10故答案为：（1）乙；（2）0.608（0.606～0.609mm均正确）；1.16×10﹣6（1.15×10﹣6～1.17×10﹣6Ω•m均正确）．点评：本题考查了实验器材的选取、实验电路的选择、连接实物电路图；要掌握实验器材的选取原则：安全性原则、精确性原则、方便实验操作；确定电流表的接法是正确解题的关键．同时掌握螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．题型二：电表内阻的测量实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G1内阻r1的电路如图1所示．供选择的仪器如下：①待测电流表G1（0～5mA，内阻约300Ω），②电流表G2（0～10mA，内阻约100Ω），③定值电阻R1（300Ω），④定值电阻R2（10Ω），⑤滑动变阻器R3（0～1000Ω），⑥滑动变阻器R4（0～20Ω），⑦干电池（1.5V），⑧电键S及导线若干．（1）定值电阻应选③，滑动变阻器应选⑥．（在空格内填写序号）（2）用连线连接实物图2．（3）补全实验步骤：①按电路图连接电路，将滑动触头移至最左端；②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1，G2的读数I1，I2；③多次移动滑动触头，记录相应的G1，G2读数I1，I2；④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图3所示．（4）根据I2﹣I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式r1＝（k﹣1）R1．分析：由于电流表G2的量程是待测电流表G1的2倍，定值电阻要和待测电流表内阻接近；滑动变阻器采用的分压式接法，其电阻不要太大．根据实验原理和串并联特点，分析电流表内阻的表达式．解：（1）器材选择：定值电阻要和待测电流表内阻接近，因为电流表G2的量程是待测电流表G1的2倍；滑动变阻器的电阻不要太大．故定值电阻选③，滑动变阻器选⑥．（2）连接实物图如图所示．（3）补充实验步骤见①将滑动触头移至最左端③多次移动滑动触头，记录相应的G1，G2读数I1，I2（4）根据并联分流公式IG2=解得r1＝（k﹣1）R1，式中r1即rG1．本题答案是：（1）③，⑥（2）见上图（3）①将滑动触头移至最左端．③多次移动滑动触头，记录相应的G1，G2读数I1，I2（4）r1＝（k﹣1）R1．点评：本题考查测量实际电流表G1内阻r1的实验器材选择，实物电路连接及实验原理（并联分流）等．对于变阻器分压式接法，操作时要注意：开关闭合前，变阻器输出电压要最小．【解题方法点拨】一（对应题型一）．对电学实验器材的选择一般分两步考虑，首先要根据实验的要求设计好测量电路，选择必要的相应的器材时要着重考虑准确性；然后设计供电电路，此时选择相应的器材时要着重考虑安全性．电学实验器材选择的原则（1）准确性原则：选用电表量程时应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程