2024-2025学年下学期高二物理人教版期末必刷常考题之传感器

第47页（共47页）2024-2025学年下学期高二物理人教版（2019）期末必刷常考题之传感器一．选择题（共7小题）1．（2025•张店区校级一模）传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用了下列哪种传感器（）A．生物传感器 B．压电传感器 C．温度传感器 D．光电传感器2．（2025春•成都校级期中）按照新国标的规定，电动自行车总重量（含电池）不得超过55公斤。某地交警在部分路口设置了称重点，对于过往的可疑车辆进行称重，一款电子秤的工作原理如图所示。电子秤空载时变阻器滑片P位于A点，电子秤满载时滑片P位于B点，电压表为理想电压表，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（）A．电动自行车的质量越大，电压表的示数越小 B．若称量值比实际偏大，可将R0的滑片向右滑动少许 C．将一电阻与电压表串联，称量值会变小 D．电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，称量值会偏大3．（2025春•海南期中）以下是教材中关于传感器的应用几幅图片，说法正确的是（）A．如图甲，是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将增大 B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，当物体1向左移动时，线圈自感系数变大 C．如图丙，是电容式话筒的原理示意图，当膜片向左运动时，A点的电势比B点的低 D．如图丁，是霍尔元件工作原理示意图，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平4．（2025春•烟台期中）传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（）A．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 B．霍尔元件能把电压这个电学量转换成磁感应强度这个磁学量 C．非触摸式自动水龙头（自动感应水龙头）应用的传感器是压力传感器 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，能控制电路的通断5．（2025春•海淀区校级期中）如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的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为变阻器，轻质滑动片与变阻器接触良好；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，将电压表指针的零点调到表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在电阻中间位置。已知滑动片与电阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。将该装置固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的有（）A．电压表的示数指向零点，说明物体一定做匀速直线运动 B．电压表向右偏且示数不变，说明物体一定向左做匀加速直线运动 C．电压表向左偏且示数增大，说明物体加速度一定向右且增大 D．电压表示数增大了一倍，说明物体的加速度增大了一倍6．（2025春•工业园区校级期中）下列关于传感器元件说法正确的是（）A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关作用 B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大 C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变大 D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小7．（2025春•西城区校级期中）图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（）A．为使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 B．要提高启动报警器的温度，可将左边电源的电动势调小一些 C．要提高启动报警器的温度，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D．要提高启动报警器的温度，可将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧二．多选题（共3小题）（多选）8．（2025春•烟台期中）图甲是某型号的热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像（已做近似处理），图乙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在0.6V～1.8V之间调节，R0为170Ω的定值电阻。该电路工作原理是：将R1放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使电路中电流保持3mA不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是（）A．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.5V B．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.4V C．该热敏电阻温度计的测温范围为3～56℃ D．该热敏电阻温度计的测温范围为6℃～54℃（多选）9．（2025春•泰安期中）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，下列说法正确的是（）A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是电容式位移传感器 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，是利用电磁驱动原理 D．丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断（多选）10．（2025•自贡模拟）某兴趣小组用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；AA′是总阻值为R的滑动变阻器，4是固定在滑块上的滑动变阻器的滑片，当测量计处于平衡状态时4位于滑动变阻器中间位置，电压表示数为U0。已知电源的电动势、内阻均不变，R′为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，则（）A．电压表示数大于U0，小车在加速运动 B．电压表示数从U0逐渐增大，小车加速度变大 C．电压表示数从U0逐渐减小，小车加速度变小 D．将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀三．填空题（共3小题）11．（2024春•龙岩期中）市面上某种指针式恒温水壶的内部调温工作示意图如图所示，温度的敏感元件是双金属片，要求通电后温度升高到设置温度时停止加热，则上层金属的膨胀系数要（填“大于”、“等于”或“小于”）下层金属，电源刚接通时上下触点是（填“接触”或“分离”）的，若要提高水的温度，则应使调温旋钮（填“上移”或“下移”）一些。12．（2023秋•黄浦区校级期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以R0。（选填“增大”或“减小”）13．（2023春•城关区校级期中）如图是一种街道路灯的自动控制开关，能够实现“日出路灯熄，”。图中A为光敏二极管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯。其工作原理是：日落天黑后，光敏二极管受到的照射光很弱，电阻变（“大”或“小”），通过电磁铁螺线管的电流变（“大”或“小”），电磁铁的磁性变（填“强”或“弱”），（填“会”或“不会”）将衔铁吸引下来，因而触点和与照明电路火线（填“接触”或“分开”），路灯发光。四．解答题（共2小题）14．（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15．（2024春•长寿区校级期中）有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω300280260240220200180…（1）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式。（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多大。（3）如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀。

2024-2025学年下学期高二物理人教版（2019）期末必刷常考题之传感器参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）题号1234567答案CBBDCAB二．多选题（共3小题）题号8910答案ADABAB一．选择题（共7小题）1．（2025•张店区校级一模）传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用了下列哪种传感器（）A．生物传感器 B．压电传感器 C．温度传感器 D．光电传感器【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】C【分析】传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量。【解答】解：空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器，故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化．它们的电阻都是变小，而金属电阻则是变大。2．（2025春•成都校级期中）按照新国标的规定，电动自行车总重量（含电池）不得超过55公斤。某地交警在部分路口设置了称重点，对于过往的可疑车辆进行称重，一款电子秤的工作原理如图所示。电子秤空载时变阻器滑片P位于A点，电子秤满载时滑片P位于B点，电压表为理想电压表，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（）A．电动自行车的质量越大，电压表的示数越小 B．若称量值比实际偏大，可将R0的滑片向右滑动少许 C．将一电阻与电压表串联，称量值会变小 D．电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，称量值会偏大【考点】常见传感器的工作原理及应用；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；电路动态分析．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】B【分析】根据闭合电路欧姆定律、欧姆定律和胡克定律相结合得出电压表两端电压与被测汽车的质量关系式，再分析它们的关系。若将一个电阻与电压表串联，AP之间的最大电压不受此电阻的影响，对地磅量程没有影响。若称量值偏小，根据欧姆定律分析校正方法。电池长时间使用后，根据电压表达式分析称量值的变化。【解答】解：A．电动自行车的质量越大，则滑动点P的位置越偏向下，则电压表的示数越大，故A错误；B．若称量值比实际偏大，说明电压表读数偏大，电路中电流偏大，可将R0的滑片向右滑动少许，从而减小电流，故B正确；C．将一电阻与电压表串联，电压表内阻很大，电压表读数几乎不变，则称量值不变，故C错误；D．电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，电动势不变，则回路电流会减小，则电压表读数减小，则称量值会偏小，故D错误。故选：B。【点评】本题综合考查闭合电路欧姆定律、电阻定律及胡克定律等有关知识，要注意寻找题目中的隐含条件，建立各知识点间的联系。3．（2025春•海南期中）以下是教材中关于传感器的应用几幅图片，说法正确的是（）A．如图甲，是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将增大 B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，当物体1向左移动时，线圈自感系数变大 C．如图丙，是电容式话筒的原理示意图，当膜片向左运动时，A点的电势比B点的低 D．如图丁，是霍尔元件工作原理示意图，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平【考点】常见的传感器及分类；霍尔效应与霍尔元件．【专题】定量思想；推理法；电容器专题；推理论证能力．【答案】B【分析】首先要明确储罐中液面高度变化会影响电容大小，根据电容决定式判断电容变化情况，再依据LC回路频率公式分析频率的变化；根据电感式微小位移传感器的原理，分析物体移动时线圈匝数的变化，进而得出自感系数的变化；对于电容式话筒，先根据膜片移动判断电容的变化，再由电荷量不变结合电容电压公式分析电压变化，最后根据极板与电源的连接情况确定电势高低；考虑霍尔元件的工作条件是磁场垂直于工作面，以及地球赤道上方地磁场的方向，判断元件工作面应保持的方向。【解答】解：A、图甲中，不导电液体为电介质，储罐中液面高度升高时，介电常数增大，根据C=可知，电容器电容C增大，根据f=可知，LC回路中振荡电流频率将减小，故A错误；B、图乙中，当物体1向左移动时，铁芯插入的长度变大，线圈自感系数变大，故B正确；C、图丙中，当膜片向左运动时，膜片与固定电极之间的间距增大，根据C=可知电容C减小，由于极板电压不变，根据C=可知，电容器电量Q减小，电容器放电，通过电阻R的电流方向由A到B，则A点的电势比B点的高，故C错误；D、图丁中，霍尔元件工作时，要让磁场垂直于元件的工作面，地球赤道上方的地磁场方向是水平的，所以元件的工作面应保持竖直，故D错误。故选：B。【点评】本题主要考查传感器的工作原理，需要根据不同传感器的特点及相关物理知识来分析各选项。4．（2025春•烟台期中）传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（）A．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 B．霍尔元件能把电压这个电学量转换成磁感应强度这个磁学量 C．非触摸式自动水龙头（自动感应水龙头）应用的传感器是压力传感器 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，能控制电路的通断【考点】常见传感器的工作原理及应用；常见的传感器及分类．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】D【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，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析。【解答】解：A、走廊照明灯的声控开关是应用了声传感器，而红外报警装置应用的是红外传感器，不是声传感器，故A错误；B、霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故B错误；C、非触摸式自动水龙头应用的传感器是红外传感器，不是压力传感器，故C错误；D、电熨斗中的双金属片温度传感器会根据温度变化发生形变，从而控制电路的通断，实现自动控制温度，故D正确。故选：D。【点评】传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会。5．（2025春•海淀区校级期中）如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的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为变阻器，轻质滑动片与变阻器接触良好；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，将电压表指针的零点调到表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在电阻中间位置。已知滑动片与电阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。将该装置固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的有（）A．电压表的示数指向零点，说明物体一定做匀速直线运动 B．电压表向右偏且示数不变，说明物体一定向左做匀加速直线运动 C．电压表向左偏且示数增大，说明物体加速度一定向右且增大 D．电压表示数增大了一倍，说明物体的加速度增大了一倍【考点】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】C【分析】根据滑块的受力情况判断其运动情况，即可判断电压表的示数分析滑片未知，从而判断滑块受力再分析加速度。【解答】解：A、电压表的示数指向零点，说明滑动片在电阻中间位置，两弹簧弹力平衡，滑块所受合力为零，但物体可能静止，也可能做匀速直线运动，故A错误；B、电压表向右偏且示数不变，说明滑动片向右移动且位置不变，即滑块向右移动且处于平衡状态，那么物体一定向右做匀加速直线运动，使滑块在惯性作用下相对框架向左移动，导致右侧弹簧压缩量增大，弹力增大，从而使滑动片向右移动，故B错误；C、电压表向左偏且示数增大，说明滑动片向左移动且移动距离增大，即滑块向左移动且位移增大，由于弹簧弹力与形变量成正比，所以左侧弹簧弹力增大，右侧弹簧弹力减小，滑块所受合力向右且增大，根据牛顿第二定律可知物体加速度一定向右且增大，故C正确；D、电压表示数增大了一倍，说明滑动片移动的距离增大，但由于弹簧弹力与形变量是线性关系，而加速度与合力成正比，与质量成反比，所以物体的加速度不一定增大了一倍，故D错误。故选：C。【点评】本题属于易错题，关键知道电压表的示数和力学怎么结合的。6．（2025春•工业园区校级期中）下列关于传感器元件说法正确的是（）A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关作用 B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大 C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变大 D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】信息给予题；定性思想；推理法；恒定电流专题；理解能力．【答案】A【分析】传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电量等）或者电路的通断的一种元件，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析。【解答】解：A.如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，经常被用于控制电路的通断，故A正确；B.如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变小，故B错误；C.如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻变小，故C错误；D.如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，故D错误。故选：A。【点评】了解各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用；传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会。7．（2025春•西城区校级期中）图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（）A．为使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 B．要提高启动报警器的温度，可将左边电源的电动势调小一些 C．要提高启动报警器的温度，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D．要提高启动报警器的温度，可将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】定性思想．【答案】B【分析】报警的温度提高些，则相当于减小了热敏电阻的阻值，电磁铁接通电流不变，结合闭合回路欧姆定律以及电路分析。【解答】解：A.使温度过高时，热敏电阻阻值降低，电流增大，则电磁铁磁性增强，衔铁接a，若此时报警器响铃，c应接在a处，故A错误；BCD.若使报警的温度提高些，则相当于减小了热敏电阻的阻值，为了仍等于刚好接通时的电流，应减小左边电源电动势调小一些，或将图1中弹簧更换为劲度系数更大的弹簧，或增大滑动变阻器接入电路中电阻，此时滑动变阻器应将P向左移动，故CD错误，B正确。故选：B。【点评】本题考查学生对生活中半导体具体实例的了解情况，此外本题通过影响电阻的因素的实验，考查学生识图能力以及分析问题和解决问题的能力。二．多选题（共3小题）（多选）8．（2025春•烟台期中）图甲是某型号的热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像（已做近似处理），图乙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在0.6V～1.8V之间调节，R0为170Ω的定值电阻。该电路工作原理是：将R1放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使电路中电流保持3mA不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是（）A．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.5V B．温度计表盘上显示18℃时，电源电压为1.4V C．该热敏电阻温度计的测温范围为3～56℃ D．该热敏电阻温度计的测温范围为6℃～54℃【考点】常见传感器的工作原理及应用；电路动态分析．【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】电路中电流恒为3mA，根据温度得到热敏电阻阻值，根据欧姆定律得到电源电压；根据图甲得出热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的关系；根据电源电压的最大值和最小值，利用欧姆定律求出电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出热敏电阻的阻值，然后代入关系式求出温度的变化范围。【解答】解：AB、由图可知当温度计表盘上显示18℃时，Rt的阻值为330Ω，电路中电流恒为3mA不变，根据欧姆定律，则电源电压为U＝I（R1+R0），解得U＝1.5V，故A正确，B错误；CD、当电源电压为1.8V时，电阻最大，有R1max=UmaxI-R0=1.83×10-3Ω-170Ω=430Ω；当电源电压为0.6V时，电阻最小，有R1min故选：AD。【点评】本题考查了欧姆定律的应用、电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键，有一定的难度。（多选）9．（2025春•泰安期中）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，下列说法正确的是（）A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是电容式位移传感器 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，是利用电磁驱动原理 D．丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断【考点】常见传感器的工作原理及应用；电容器的动态分析（U不变）——板间距离变化；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】AB【分析】根据各种传感器的原理逐一分析。【解答】解：A．甲图中，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，所以甲图传感器是位移传感器，故A正确；B．乙图中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实自动计数的功能，所以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，故B正确；C．丙图中，在两块磁感应强度相同、同极相对的放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，霍尔电压为0，可将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着轴正、负方向移动时，则有霍尔电压输出，且电压大小与位移大小成正比，从而能够实现微小位移的测量，未利用电磁驱动原理，故C错误；D．丁图干簧管是利用磁场的有无控制电路的通断，而不是利用电磁感应的原理控制电路的通断，故D错误。故选：AB。【点评】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。（多选）10．（2025•自贡模拟）某兴趣小组用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；AA′是总阻值为R的滑动变阻器，4是固定在滑块上的滑动变阻器的滑片，当测量计处于平衡状态时4位于滑动变阻器中间位置，电压表示数为U0。已知电源的电动势、内阻均不变，R′为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，则（）A．电压表示数大于U0，小车在加速运动 B．电压表示数从U0逐渐增大，小车加速度变大 C．电压表示数从U0逐渐减小，小车加速度变小 D．将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀【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】AB【分析】这是一个加速度传感器，这种传感器输入量是加速度，输出量是电压；根据加速度传感器的工作原理结合电路图进行分析。【解答】解：A、初始时滑片4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U0，此时两边弹簧弹力为零，当小车向右加速运动时，滑片4向左移动x，加速度方向向右，则回路电阻增大，电流减小，电压表示数U＝E﹣I（R'+r）则电压表的示数大于U0，故A正确；B、只有回路中电阻增大，电压表示数才从U0逐渐增大，小车向右加速运动，滑片4向左移动x更多，因此小车加速度变大，故B正确；C、电压表示数从U0逐渐减小，小车向右减速运动，滑片4向右移动x更多，因此小车减速运动的加速度变大，故C错误；D、若向右加速，设滑片4向左移动x距离，电阻丝总长为2l，根据闭合电路欧姆定律有I=电压表示数U=可见刻度线分布不均匀，故D错误。故选：AB。【点评】本题中的加速度计体现了一种重要的实验设计思想—转换思想，即把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量。这类题目是力与电综合题，关键要寻找力电联系的桥梁。三．填空题（共3小题）11．（2024春•龙岩期中）市面上某种指针式恒温水壶的内部调温工作示意图如图所示，温度的敏感元件是双金属片，要求通电后温度升高到设置温度时停止加热，则上层金属的膨胀系数要大于（填“大于”、“等于”或“小于”）下层金属，电源刚接通时上下触点是接触（填“接触”或“分离”）的，若要提高水的温度，则应使调温旋钮下移（填“上移”或“下移”）一些。【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】大于；接触；下移。【分析】本题根据题意和传感器的工作原理进行分析，即可解答。【解答】解：温度的敏感元件是双金属片，要求通电后温度升高到设置温度时停止加热，则上层金属的膨胀系数要大于下层金属；电源刚接通时上下触点是接触的，电热丝电路为通路，温度升高到某值，由于上层金属的膨胀大于下层金属，触电断开，停止加热；若要提高水的温度，则应使调温旋钮下移一些，使弹性铜片和双金属片更近一些，温度更高一些时，触点才断开。故答案为：大于；接触；下移。【点评】本题考查学生的分析能力，解题关键是正确分析出传感器的作用，以及原理，即度升高到某值，由于上层金属的膨胀大于下层金属，触电断开，停止加热。12．（2023秋•黄浦区校级期末）一款补水提示器其工作原理如图所示，水量增加时滑片下移，电表可选择理想电流表或理想电压表。环保达人陈老师认为装置中选择使用电压表更好，理由是如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能。选择电压表时，若要提升电压表示数随水量变化的灵敏度，可以减小R0。（选填“增大”或“减小”）【考点】常见传感器的工作原理及应用；闭合电路欧姆定律的内容和表达式．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．【答案】如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；减小。【分析】根据选择电压表和选择电流表接入电路进行对比分析电功率的消耗进行分析判断，结合增大电流在阻值改变相同的情况下电压变化更大进行解答。【解答】解：装置中选择使用电压表更好，理由是如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；选择电压表，减小电阻R0，电路中电流增大，电阻变化相同时，电压变化变大，即灵敏度提高。故答案为：如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，且电压表测R的滑片至最上端的电压，无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变，电路中电流不变。与选择电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P＝EI可知，电路的总功率较大，不节能；减小。【点评】考查闭合电路的欧姆定律和电表的选择，会分析电路工作原理，根据题目要求作答。13．（2023春•城关区校级期中）如图是一种街道路灯的自动控制开关，能够实现“日出路灯熄，日落路灯亮”。图中A为光敏二极管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯。其工作原理是：日落天黑后，光敏二极管受到的照射光很弱，电阻变大（“大”或“小”），通过电磁铁螺线管的电流变小（“大”或“小”），电磁铁的磁性变弱（填“强”或“弱”），不会（填“会”或“不会”）将衔铁吸引下来，因而触点和与照明电路火线接触（填“接触”或“分开”），路灯发光。【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】日落路灯亮；大；小；弱；不会；接触。【分析】光敏二极管的电阻随着光照强度减小而增大，经过光敏二极管和螺线管的电流也随之减小，根据电流的磁效应，通电螺线管的磁场会变弱，电磁铁的磁性也变弱，不会将衔铁吸引下来，因而触点和与照明电路火线接触，路灯发光。【解答】解：光敏二极管的电阻随着光照强度减小而增大，经过光敏二极管和螺线管的电流也随之减小，根据电流的磁效应，通电螺线管的磁场会变弱，电磁铁的磁性也变弱，不会将衔铁吸引下来，因而触点和与照明电路火线接触，路灯发光，实现日出路灯熄，日落路灯亮。故答案为：日落路灯亮；大；小；弱；不会；接触。【点评】本题考查了常用传感器光敏二极管的应用。这种题型考的是传感器基本应用，关键要清楚传感器在电路中的作用。四．解答题（共2小题）14．（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。15．（2024春•长寿区校级期中）有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω300280260240220200180…（1）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式。（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多大。（3）如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀。【考点】常见传感器的工作原理及应用．【专题】计算题；定量思想；推理法；恒定电流专题；分析综合能力．【答案】（1）电阻R随压力F变化的函数式是R＝300﹣0.4F（Ω）。（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为550N。（3）压力与电流表中电流的函数关系式是F=1750【分析】（1）根据电阻随压力变化的数据来画图，把压力和电阻作为一组有序数对在坐标系中描点然后连接即可。再根据R的阻值随压力F的大小变化的图像可知电阻与压力成一次函数关系，利用待定系数法可确定函数关系式。（2）根据串联电路电压规律可知压敏电阻两端的电压，根据串联电路特点可计算压敏电阻的值，进一步计算测力计的最大测量值。（3）根据欧姆定律推导串联电路电流的关系式，结合R与F的关系式推导压力与电流的关系式可知测力显示器的刻度是否均匀。【解答】解：（1）把压力大小作为横坐标，把电阻作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R的阻值随压力大小F变化的图像，如图所示根据R的阻值随压力F变化的图像可知压敏电阻R的阻值与压力F是一次函数关系，设函数关系式为R＝kF+b，把F＝50N、R＝280Ω和F＝100N、R＝260Ω代入得：280＝50k+b，260＝100k+b，解得：k＝﹣0.4，b＝300，所以函数关系式为R＝300﹣0.4F（Ω）；（2）从上式可知，压力增大时，压敏电阻阻值减小，当电阻R0两端的电压为5V时，压敏电阻两端的电压为U1＝E﹣U0＝1V，根据串联电路特点可得RR0=U1U0=把R＝80Ω代入R＝300﹣0.4F（Ω）中，解得F＝550N；（3）根据闭合电路欧姆定律得I=把R＝300﹣0.4F（Ω），E＝6V，R0＝400Ω代入上式，化简得F=1750所以压力和电流不是一次函数关系，故该测力显示器的刻度不均匀。答：（1）电阻R随压力F变化的函数式是R＝300﹣0.4F（Ω）。（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为550N。（3）压力与电流表中电流的函数关系式是F=1750【点评】本题考查学生对欧姆定律和串联电流特点的掌握并结合函数知识对实际问题做出正确的判断。

考点卡片1．电容器的动态分析（U不变）——板间距离变化【知识点的认识】1.对于电容器的动态分析问题，要首先区分是电压不变还是电荷量不变：始终与电源连接时电压不变，与电源断开时是电荷量不变。2.分析思路如图3.具体的步骤如下：（1）根据C=ɛ（2）根据C=Q（3）根据E=U（4）根据φ＝Ed分析某点电势的变化。（5）根据Ep＝qφ分析电势能的变化。【命题方向】如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，A板下方a处有一带电荷量非常小的点电荷。S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力。现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A、φa不变B、φa变小C、F变小D、F变大分析：电容器与电源相连，则可知电容器两端的电压不变；由极板的移动可知d的变化，由U＝Ed可知板间场强E的变化，再由U＝Ed可知Aa间的电势差的变化，即可得出aB间电势差的变化及a点电势的变化。解答：因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电场强度E减小，由F＝Eq可知电荷所受电场力变小，故C正确；则上板与a间的电势差减小，而总电势差不变，故a与B间的电势差增大，而B接地，故a点的电势增大，故A、B均错；故选：C。点评：电容器的动态分析中首先应注意是否与电源相连，再根据电容的变化进行判断；对于本题应注意（1）因下极间接地，故aB间的电势差大小即为a点的电势；（2）因aB间的距离发生变化，不能直接由U＝Ed进行判断，我们是先求得Aa间的电势差再求aB的间电势差。【解题思路点拨】分析电容器相关物理量的变化时，要注意抓住不变量。电容器充电后保持与电源相连，即使电容器的电容变化，两极板间的电压不变。若充电后与电源断开且未放电，即使电容器的电容变化，两极板的电荷量不变。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．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。4．霍尔效应与霍尔元件【知识点的认识】一、霍尔效应1．霍尔效应：置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，则垂直于电流和磁场方向会产生一个附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应．霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用而引起的偏转，所以可以用高中物理中的电磁学、力学、运动学等有关知识来进行解释．霍尔效应原理的应用常见的有：霍尔元件、磁流体发电机、电磁流量计、磁强计等．【命题方向】利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是（）A.电势差UCD仅与材料有关B.若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD＜0C.仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平分析：在霍尔元件中，移动的是自由电子，根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向，从而知道两侧面所带电荷的电性，即可知道C、D两侧面会形成电势差UCD的正负。CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡推导出电势差UCD与什么因素有关。解答：A、根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以D表面的电势高，则UCD＜0．CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有qUb=qvB，I＝nqvS＝nqvbc，则U=BInqc．故D、在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过。故D错误。故选：BC。点评：解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子，以及自由电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡。【解题思路点拨】霍尔效应的的本质是导体中的载流子在磁场中发生偏转，在导体中垂直于粒子运动方向的两端聚集，产生电势差，当电势差稳定时电场力等于洛伦兹力，即qUd=qvB5．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。6．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。7．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，若指针偏转不到满偏角度的1/3，读数误差较大．（2）安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流．（3）便于操作原则：选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作．若控制电路为限流接法，则选滑动变阻器总阻值与待测电阻相当的；若控制电路为分压接法，则选滑动变阻器总阻值较小的（在不超过其额定电流的情况下）．二（对应题型二）．1．对于电表内阻的测量，设计要点如下：（1）测量的原理：欧姆定律R=U（2）电压表的读数是其内阻两端的电压，电流表的读数是流经其内阻的电流；（3）若要测电压表的内阻，则要想办法测出其电流即可；若要测电流表的内阻，则要想办法测出其电压即可．（4）已知内阻的电压表可作电流表使用，已知内阻的电流表可作电压表使用．（5）测出定值电阻的电压可间接求电流，测出定值电阻的电流可间接求电压．8．伏安法测电阻【知识点的认识】伏安法测电阻（1）电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测＝Ux+UA电压表分流I测＝Ix+IV电阻测量值R测=U测I测=Rx测量值大于真实值R测=U测测量值小于真实值适用条件RA≪RxRV≫Rx适用于测量大电阻小电阻（2）两种电路的选择①阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内，小外”．②临界值计算法：Rx＜RRx＞R③实验试探法：按图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则采用电流表内接法．4．电压表、电流表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可．（1）0～3V的电压表和0～3A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度是0.1V或0.1A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位．（2）对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1V．（3）对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A．【实验目的】1．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．2．会用伏安法测