2024屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)專(zhuān)題練習(xí)：第十三章 第4講 傳感器 實(shí)驗(yàn)：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置

第4講傳感器實(shí)驗(yàn)：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置

【目標(biāo)要求】1.掌握制作傳感器常用元件：光敏電阻、熱敏電阻、金屬熱電阻、電阻應(yīng)變片、

霍爾元件的基本特性及工作原理2探究傳感器的工作原理及傳感器應(yīng)用的一般模式.3.能利用

傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置.

考點(diǎn)一常見(jiàn)的傳感器

■梳理必備知識(shí)

一、傳感器及其工作原理

1.傳感器的工作原理：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)量，并能把它們按

照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于-傳送和處理的可用信號(hào)輸出.通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流

等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)換為電路的通斷.把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、

處理和控制.

傳感器應(yīng)用的一般模式如圖所示：

2.傳感器的核心元件

(1)敏感元件：能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分.

(2)轉(zhuǎn)換元件：能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部分.

⑶信號(hào)調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路：能把輸出的微弱的電信號(hào)放大的部分.

3.傳感器的分類(lèi)

工作原理舉例

利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)感知力傳感器、磁傳感器、聲傳感

物理傳感器

并檢測(cè)出待測(cè)對(duì)象信息器等

利用電化學(xué)反應(yīng)原理，把無(wú)機(jī)或有機(jī)

化學(xué)傳感器離子傳感器、氣體傳感器等

化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)

利用生物活性物質(zhì)的選擇性來(lái)識(shí)別和酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)

生物傳感器

測(cè)定生物化學(xué)物質(zhì)胞傳感器等

二、常見(jiàn)敏感元件

1.光敏電阻

(1)特點(diǎn)：光照越強(qiáng)，電阻越小.

(2)原因：光敏電阻的構(gòu)成物質(zhì)為半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能差；隨著光

照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好.

(3)作用：把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量.

2.熱敏電阻和金屬熱電阻

(1)熱敏電阻

熱敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻減小，如圖甲所

示為某一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線.

(2)金屬熱電阻

行些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱(chēng)為熱電阻,

如圖乙所示為某金屬導(dǎo)線電阻的溫度特性曲線.

(3)作用：熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量.

注意：在工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻

值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器.

3.電阻應(yīng)變片

(1)電阻應(yīng)變片的作用：電阻應(yīng)變片能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量.

(2)電子秤的組成及敏感元件：由金屬梁和電阻應(yīng)變片組成,敏感比件是應(yīng)變片.

(3)電子秤的工作原理

金屬梁自由端受力廠"金屬梁發(fā)生彎曲0應(yīng)變片的電阻變化=>

兩應(yīng)變片上電壓的差值變化

-判斷正誤

1.傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件.(J)

2.傳感器只能感受溫度和光兩個(gè)物理量.(X)

3.隨著光照的增強(qiáng)，光敏電阻的也阻值逐漸增大.(X)

4.電子桿所使用的測(cè)力裝置是力傳感器，它是把力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào).(V)

■提升關(guān)鍵能力

霍爾元件的應(yīng)用

霍爾元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的一種磁敏元件.一股用于電機(jī)中測(cè)定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，如錄

像機(jī)的磁鼓、電腦中的散熱風(fēng)扇等.

（1）霍爾元件的工作原理：從產(chǎn)間通入恒定的電流/,同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)〃時(shí)，薄片

中的載流子就在洛倫茲力作用下，向著與電流和磁場(chǎng)都垂直的方向漂移，使M、N間出現(xiàn)電

壓（如圖所示）.

（2）霍爾元件在電流、電壓穩(wěn)定時(shí)，載流了所受靜電力和洛倫茲力二力平衡.

⑶霍爾電壓：為二號(hào)儀為薄片的厚度，女為霍爾系數(shù)）.其中UH與4成正比，所以霍爾元

件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量.

m11（2022?重慶卷?"）某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時(shí)，其阻值隨溫度的變化關(guān)

系.實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0用\,主要實(shí)驗(yàn)器材有：恒壓直流電源小

加熱器、測(cè)溫儀、熱敏電阻RT、可變電阻2、電流表A、電壓表V.

（1）用加熱器調(diào)節(jié)Rr的溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為5Q0pA,須調(diào)節(jié)（選

填一種給定的實(shí)驗(yàn)器材）.當(dāng)?shù)膬啥四具B接電壓表時(shí)，電流表示數(shù)為3U.URX；連接電壓表后,

電流表示數(shù)顯著增大，須將原電壓表更換為內(nèi)阻（選填“遠(yuǎn)大于”“接近”或

“遠(yuǎn)小于”）心阻值的電壓表.

（2）測(cè)得所兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示，由圖可得溫度從35.（）C變化至I」40.0C的過(guò)程

中，RT的阻值隨溫度的平均變化率是kQ℃r（保留2位有效數(shù)字）.

[U/V

3.(X)k77T

2.5()小邛

2.(X1rH4-

J*悻"：

1.00$II刪唧皿網(wǎng)

0.50

“

30.()40.070.()

答案（1）可變電阻4遠(yuǎn)大于（2）-1.2

解析（1）由題知恒壓直流電源E的電動(dòng)勢(shì)不變，而用加熱器調(diào)節(jié)於「的溫度后，導(dǎo)致整個(gè)回

路的總電阻改變.而要確保電流表的示數(shù)仍為50.0LIA,則需控制整個(gè)回路的總電阻不變,

故須調(diào)節(jié)可變電阻用.

連接電壓表后，電流表示數(shù)顯著增大，則說(shuō)明電壓表與Rr并聯(lián)后R總減小，則根據(jù)并聯(lián)電阻

的關(guān)系有及8==石山一，則要保證Rg不變，須將原電壓表更換為內(nèi)阻遠(yuǎn)大于RT阻值

KT-TAV位+]

的電壓表.

(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0卬\,由題圖可得溫度為35.0°C時(shí)電壓表的電壓為1.6V,貝I根據(jù)

歐姆定律可知此時(shí)熱敏電阻Rn=32kC；溫度為40.0℃時(shí)電壓表的電壓為1.3V,則根據(jù)歐

姆定律可知此時(shí)熱敏電阻RT2=26kC,則溫度從35.0C變化到40.0℃的過(guò)程中，RT的阻值

隨溫度的平均變化率是&=等=一1.21<6℃一1負(fù)號(hào)表示隨著溫度升高Rr的阻值減小.

m2J為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)，光控開(kāi)關(guān)可用光敏電阻控

制，如圖甲所示是某光敏電阻阻值隨光的照度變化曲線，照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照

度越大，照度單位為：勒克斯(lx).

凡/k。

控

照

明

制

凡

系

開(kāi)

統(tǒng)

關(guān)

00.20.40嘴.81.01.2照度/lx

(1)如圖乙所示，電源電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)兩端電壓上升至2V時(shí)，控制開(kāi)

關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng).要求當(dāng)天色漸暗照度降至L0lx時(shí)控制開(kāi)關(guān)接通照明系統(tǒng)，則修=

________kQ.

⑵某同學(xué)為了測(cè)量光敏電阻在不同照度下的阻值，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路進(jìn)行測(cè)量，電源

(E=3V,內(nèi)阻未知),電阻箱(0?999未Q).實(shí)驗(yàn)時(shí)將電阻箱阻值置于最大，閉合S”將S?

與1相連，減小電阻箱阻值，使靈敏電流計(jì)的示數(shù)為/,圖丁為實(shí)驗(yàn)時(shí)電阻箱的阻值，其讀

數(shù)為kC；然后將S?與2相連，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值如圖戊所示，此時(shí)電流表的示數(shù)

恰好為L(zhǎng)則光敏電阻的代值為kQ(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字).

答案（1）10（2）62.540.0

解析（1）電阻R和Ro串聯(lián)，有旨=黑，Uo=2V,t/,=3V-2V=1V,當(dāng)照度為l.Olx時(shí)，

電阻&=20kC,則Ri=10kO.

（2）題團(tuán)丁所示電阻箱讀數(shù)為R2=62.5kC,題國(guó)戊所示電阻箱讀數(shù)=22.5kQ,本題采用

等效替代法測(cè)電阻，前后兩次電路中的電流相等，則電路中的總電阻相等，則有4=R「+

Ri',所以Ro'=40.0kQ

m3i（多選）如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用"表示薄片的厚度，及為霍爾系數(shù),

對(duì)于一個(gè)霍爾元件小女為定值，如果保持/恒定，則可以驗(yàn)證UH隨8的變化情況.以下說(shuō)

法正確的是（工作面是指較大的平面）（）

A.將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，出將變大

B.在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平

C.在測(cè)定地球赤道上的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平

D.改變磁感線與霍爾元作工作面的夾角，UH將發(fā)生變化

答案ABD

解析將永磁體的磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面時(shí)，E增大，/恒定，由公式UH=力知

如將變大，選項(xiàng)A正確；地球兩極的磁場(chǎng)方向在豎直方向上，所以霍爾元件的工作面應(yīng)保

持水平，使B與工作面垂直，選項(xiàng)B正確；地球赤道上的磁場(chǎng)沿水平方向，只有霍爾元件的

工作面在豎直方向且垂直于南北方向時(shí)，8才與工作面垂直，選項(xiàng)C錯(cuò)誤：改變磁感線與霍

爾元件工作面的夾角，8叁直工作面分量的大小發(fā)生變化，如將發(fā)生變化，選項(xiàng)D正騎.

考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)：利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置

一、門(mén)窗防盜報(bào)警裝置

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忾T(mén)窗防盜報(bào)警裝置，會(huì)組裝門(mén)窗防盜報(bào)警裝置.

2.電路如圖所示.

3.工作原理：閉合電路開(kāi)關(guān)S,系統(tǒng)處于防盜狀態(tài).當(dāng)門(mén)窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA,

干簧管兩個(gè)簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K,使繼電器工作.繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常開(kāi)

觸點(diǎn)a接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，顯示電路處于正常工作狀態(tài).當(dāng)門(mén)窗開(kāi)啟時(shí)，磁體離開(kāi)

干簧管，干簧管失磁斷開(kāi)，繼電器被斷電.繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂嗚器H

發(fā)聲報(bào)警.干簧管在電路中起傳感器和控制開(kāi)關(guān)的作用，繼電器則相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)的雙向開(kāi)

關(guān).

4.實(shí)驗(yàn)器材

干簧管SA、繼電器、發(fā)光二極管LED、蜂鳴器H、電源、導(dǎo)線若干、開(kāi)關(guān)、電阻R、小磁

體.

5.實(shí)驗(yàn)步驟

⑴連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作.用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片

能否正常工作.

(2)確定各元件可以正常工作后，按照電路圖連接電路.

(3)接通電源后，將磁體靠近和離開(kāi)干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

二、光控開(kāi)關(guān)

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饪亻_(kāi)關(guān)電路及控制原理，會(huì)組裝光控開(kāi)關(guān).

2.電路如圖所示.

3.工作原理：當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管或

繼電器所在的回路相當(dāng)于斷路，即發(fā)光二極管不工作；繼電器處于常開(kāi)狀態(tài)，小燈泡L不亮.當(dāng)

環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導(dǎo)通，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較

大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動(dòng)繼電器吸合而點(diǎn)亮小燈泡L.

4.實(shí)驗(yàn)器材

發(fā)光二極管LED、晶體三極管VT、可調(diào)電阻心、限流電阻&、光敏電阻RG、集成電路實(shí)

驗(yàn)板、直流電源、導(dǎo)線若干、黑紙、小燈泡L.

5.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)按照電路圖連接電路，檢查無(wú)誤后，接通電源.

(2)讓光敏電阻RG受到白天較強(qiáng)的自然光照射，調(diào)節(jié)電阻&使發(fā)光二極管LED或小燈泡L

剛好不發(fā)光.

(3)遮擋&；，當(dāng)光照減弱到某種程度時(shí)，就會(huì)看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光.

(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅.

6.注意事項(xiàng)

(1)安裝前，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行測(cè)試，確保各元件性能良好后，再進(jìn)行安裝.

(2)光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中，二極管連入電路的極性不能反接.

(3)如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，可用手電筒加強(qiáng)光照，或遮蓋光敏電阻，再進(jìn)行觀察.

m4］在實(shí)際應(yīng)用中有多種臼動(dòng)控溫裝置，以下是其中兩種控溫裝置：

電壓

鑒別器

P冊(cè)

14

12

10

8

6

4

2

02()4()60?()1(M)

(c)

(1)圖(a)為某自動(dòng)恒溫箱原理圖，箱內(nèi)的電阻Ri=2kQ,R2=1.5kQ,/?3=4kQ,用為熱敏電

阻，其電阻隨溫度變化的圖像如圖(b)所示.當(dāng)。兩點(diǎn)電勢(shì)時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)

S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高：當(dāng)％2他時(shí)，電壓鑒別器會(huì)使S斷開(kāi)，

停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的穩(wěn)定溫度為℃,恒溫箱內(nèi)的電熱絲加熱時(shí)R的取值范圍為

(2)有一種由PTC元件做成的加熱器，它產(chǎn)生的焦耳熱功率P*隨溫度t變化的圖像如圖(c)所

示.該加熱器向周?chē)岬墓β蕿?0=w—h),其中/為加熱器的溫度，m為室溫(本題中取

20℃),k=0AW/℃.

當(dāng)PR=PQ時(shí)加熱器的溫度即可保持穩(wěn)定，則該加熱器工作的穩(wěn)定溫度為℃；

某次工作中，該加熱器從室溫升高至穩(wěn)定溫度的過(guò)程中，下列溫度變化過(guò)程用時(shí)最短的是

(填選項(xiàng)前的字母序號(hào)).

A.20?24cB.32?36c

C.48?52℃D.60?64℃

答案(1)25凡＞3kC(2)70(68?72均可)B

解析⑴由電路圖可知，當(dāng)滿(mǎn)足費(fèi)=登時(shí)，即R=3kC時(shí)9“=佻，此時(shí)由題圖(b)可知溫度

為25C,即恒溫箱內(nèi)的穩(wěn)定溫度為25℃;恒溫箱內(nèi)的電熱絲加熱時(shí)，R的取值范圍為Rh3kC：

(2)PQ=0.1?一切(W),與溫度，之間關(guān)系的圖像如圖：

由圖。f知，當(dāng)溫度為7。C左右時(shí)，發(fā)熱功率和散熱功率相等，即此時(shí)物體的溫度不再變化；

由圖可知，四個(gè)選項(xiàng)中，32?36c時(shí)PR-PQ最大，即該過(guò)程用時(shí)最短，故選B.

【例51為了建設(shè)安全校園，某校物理教師帶領(lǐng)興趣小組的學(xué)生，利用光敏電阻和電磁繼電器,

為學(xué)校教學(xué)樓內(nèi)所有樓梯口的照明燈安裝了亮度自動(dòng)控制裝置.如圖甲所示為他們?cè)O(shè)計(jì)的原

理圖，R。為光敏電阻(阻值隨痙度的增加而減小)，尺為滑動(dòng)變阻器，電磁繼電器的銜鐵由軟

鐵(容易磁化和消磁)制成，肥為電磁鐵的線圈電阻，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān).

(1)為使樓內(nèi)亮度降低到一定程度照明燈自動(dòng)點(diǎn)亮，亮度升高到一定程度照明燈自動(dòng)熄滅，單

刀雙擲開(kāi)關(guān)應(yīng)置于(選填%”或“，).

(2)為了提升校園安全系數(shù)，使照明燈在不太暗的時(shí)候就點(diǎn)亮，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)

(選填“調(diào)大”或“調(diào)小”).

(3)已知直流電路中的電流達(dá)到10mA時(shí)電磁繼電器的銜鐵正好會(huì)被吸下，從正午最亮到

夜晚最暗的阻值變化范圍為50?2(X)C,此約為5。，直流電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻，約為

1C,現(xiàn)有三個(gè)最大電阻阻值分別為100。、300Q、3000C的滑動(dòng)變阻器，為實(shí)現(xiàn)調(diào)控目標(biāo)

R最好應(yīng)選擇最大阻值為Q的滑動(dòng)變阻器.

(4)興趣小組同學(xué)想要對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，使亮度降低到一定程度觸發(fā)銜鐵吸卜，請(qǐng)你在圖乙

的虛線框中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線重新連接直流電路中c、d、e../；乃、h各點(diǎn)、,以實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)

目標(biāo).

答案(\)b(2)調(diào)大(3)300(4)見(jiàn)解析圖

解析(1)亮度降低Ro變大，電流減小，包磁繼電器力減小，銜鐵被放開(kāi)，此時(shí)照明燈應(yīng)被

點(diǎn)亮，所以單刀雙擲開(kāi)關(guān)應(yīng)接〃.

(2)電磁繼電器的銜鐵被吸下或放開(kāi)有一個(gè)電流的臨界值，對(duì)應(yīng)一個(gè)總電阻的臨界值，所以滑

動(dòng)變阻器調(diào)得越大，對(duì)應(yīng)Ro的觸發(fā)值越小，能使照明燈在不太暗的時(shí)候就點(diǎn)亮.

(3)電動(dòng)勢(shì)為3V,觸發(fā)電潔.為10mA,可得對(duì)應(yīng)急電阻為300C.滑動(dòng)變阻器選100C,扁可

觸發(fā)的阻值范圍約為194?200Q,范圍太小，對(duì)應(yīng)亮度太低：300c的阻值足夠調(diào)控，對(duì)應(yīng)

Ro觸發(fā)值范圍足夠大；3000。阻值太大，對(duì)于某一亮度對(duì)應(yīng)阻值的調(diào)節(jié)不精準(zhǔn).

(4)為了實(shí)現(xiàn)“亮度降低到一定程度觸發(fā)銜鐵吸下”可讓Ro與電磁繼電器并聯(lián)，這樣亮度降

低時(shí)Ro增大，超磁繼電器中的電流增大，可觸發(fā)銜鐵被吸下，電路圖如圖.

課時(shí)精練

1.（多選）在如圖所示的電路中，當(dāng)用半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻浸泡到熱水中時(shí)，電流表示數(shù)

增大，則說(shuō)明（）

A.在溫度越高時(shí)，熱敏電阻阻值越小

B.在溫度越高時(shí)，熱敏電阻阻值越大

C.半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變差

D.半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變好

答案AD

解析由電流表的變化判斷半導(dǎo)體的電阻的變化，溫度升高時(shí)，電路中總電流增大，由閉合

電路歐姆定律可知，總電,阻減小，則溫度升高，熱敏電網(wǎng)?阻值減小，半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能變

好，故A、D正確.

2.（多選）霍爾元件的示意圖如圖所示，一塊通電的銅板放在磁場(chǎng)中，銅板的前、后板面垂直于

磁場(chǎng)，板內(nèi)通有如圖方向的電流，。、匕是銅板上、下邊緣的兩點(diǎn)，則（）

A.電勢(shì)的

B.電勢(shì)”＞的

C.電流增大時(shí)，|九一如增大

D.其他條件不變，將銅板改為NaQ溶液時(shí)，電勢(shì)結(jié)果仍然一樣

答案AC

解析銅板中的自由電荷是電子，電子定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反，由左手定則可判

斷出電子因受洛倫茲力作用向〃側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以的＞"，故A正確，B錯(cuò)誤；設(shè)前后板面間距

為乩因帆一叫=UH=吟,所以電流增大時(shí)，|的一如增大，故C正確；若將銅板改為NaCl

溶液，溶液中的正、負(fù)離子均向。側(cè)偏轉(zhuǎn)，|的一”|=0,即不產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，故D錯(cuò)誤.

3.如圖是利用太陽(yáng)能給LED路燈供電的自動(dòng)控制電路的示意圖.R是光敏電阻，R。是保護(hù)

定值電阻，日光充足時(shí)，電磁繼電器把銜鐵吸下，G”接入電路，太陽(yáng)能電池板給蓄電池充

電，光線不足時(shí)，銜鐵被彈簧拉起，與E尸接入電路，蓄電池給LED路燈供電，路燈亮起，

下列關(guān)于該電路分析正確的是（）

光敏電阻R

A.該光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度增大而增大

B.增加電源電動(dòng)勢(shì)可以增加路燈照明時(shí)間

C.增大保護(hù)電阻Ro阻值可延長(zhǎng)每天路燈照明時(shí)間

D.并聯(lián)更多的LED路燈可延長(zhǎng)每天路燈照明時(shí)間

答案C

解析日光充足時(shí)，電磁繼電器把銜鐵吸下，根據(jù)閉合電路歐姆定律，控制電路中電阻變小，

也流變大，銜鐵被吸下，則當(dāng)日光充足時(shí)光敏電阻R阻值減小，故A錯(cuò)誤；也動(dòng)勢(shì)增大，電

阻不變情況下，電流增大，電磁繼電器把銜鐵吸下，減少了路燈照明時(shí)間，故B錯(cuò)誤：增大

保護(hù)電阻吊），減小了電流，延長(zhǎng)了照明時(shí)間，故C正確；LED燈的盞數(shù)不影響控制電路，

考慮蓄電池容量一定，可能減少照明時(shí)間，故D錯(cuò)誤.

4.（2022?河北卷?12）某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡(jiǎn)易電飯煲，設(shè)計(jì)電路

如圖甲所示.選用的器材有：限溫開(kāi)關(guān)與（手動(dòng)將其按下，開(kāi)始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高

于103c時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，之后不能自動(dòng)閉合）：保溫開(kāi)關(guān)SX當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，

溫度低于70c時(shí)自動(dòng)閉合）；電飯煲的框架（結(jié)構(gòu)如圖乙所示）.自備元件有：加熱電阻絲R（阻

值為60d用于加熱煮飯）；限流電阻R和&（阻值均為1kC）：指示燈Li和L2（2.5V,0.6W,

當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅）；保險(xiǎn)絲Z

（1）按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路，下列說(shuō)法正確的是（多選）.

A.按下S”A和L2均發(fā)光

B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)，Si自動(dòng)斷開(kāi)，L和L?均發(fā)光

C保溫過(guò)程中，S2自動(dòng)在閉合、斷開(kāi)狀態(tài)之間交替切換

D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，L發(fā)光，L?熄滅

（2）簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后，試用時(shí)L始終不亮，但加熱和保溫功能均正常.在不增加元件

的前提下，斷開(kāi)電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件.下列操作步驟的正確順序是

(填寫(xiě)各步驟前的字母).

A.將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“X100”位置

B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)

C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度

D.測(cè)量指示燈Li兩端的阻值

E.將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋

操作時(shí)，將多用電表兩表筆與Li兩端接觸，若指針如圖丙所示，可判斷是斷路損壞;

若指針如圖丁所示，可判斷是斷路損壞.(用電路中的元件符號(hào)表示)

答案(1)CD(2)CABDEL,R

解析(1)按下Si后Lz支路被短路，則L2不會(huì)發(fā)光，A錯(cuò)誤；當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103°C時(shí)，Si

斷開(kāi)，而要溫度降到7()"C以下時(shí)S2才會(huì)閉合，則此時(shí)L2可能發(fā)光，此時(shí)電路中R與Ri和

Li的串聯(lián)部分并聯(lián)，并聯(lián)的整體再和L?、R2串聯(lián)，Ri.F0.42C,

則回路中并聯(lián)部分的電阻R并比56.64C

則回路總電阻R總=1067.06C

220V

則回路總電流/&=二廠七0.21A

則L2一定發(fā)光，此時(shí)并聯(lián)的整體的電壓為

=89V

則流過(guò)Li的電流為

_入_11.89

AgO.012A

—RL+RC000+10.42

流過(guò)L的電流小于30mA,則Li熄滅，B錯(cuò)誤；由題知，S2在鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷

力，鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時(shí)S2自動(dòng)閉合，C正確；當(dāng)偶內(nèi)溫度低于7()℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，

Lz支路被短路，則L?不會(huì)發(fā)光，此時(shí)電路中寵與R和Li的串聯(lián)部分并聯(lián)，則此時(shí)流過(guò)Li

的電流為

/L/=D二回工A「0.218A,此時(shí)流過(guò)L1的電流大于3°mA,則Li發(fā)光，D

ALI?/\|1］乂JU十1U.4Z

正確.

(2)多用電表的操作步驟為：調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度一機(jī)械調(diào)零：將選

擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“X100”位置選擋；將兩支發(fā)筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指

計(jì)指向歐姆零點(diǎn)——?dú)W姆調(diào)零；測(cè)量指示燈Li兩端的阻值——測(cè)量；將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF

位受或交流電壓最高擋——關(guān)閉多用電表.故正確順序?yàn)镃ABDE.

由于使用時(shí)Li始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說(shuō)明R、L2、&、丁均正常，若指針

如題圖丙所示，可看出Li兩端有1100C左右的電阻，則說(shuō)明Li始終不亮的原因是L斷路

損壞：

若指針如題圖丁所示，可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零，但由于/CL=10.42C,此時(shí)選用的是

“X100”擋，則說(shuō)明燈泡Li正常，則說(shuō)明Li始終不亮的原因是凡斷路損壞.

5.(2023?四川遂寧市模擬)高速路入口都安裝有稱(chēng)量汽車(chē)重量的地磅.如圖甲所示是某工廠生

產(chǎn)的小型地磅結(jié)構(gòu)圖和電路圖，其中R是壓敏電阻，質(zhì)量〃3=500kg的秤臺(tái)平放在壓敏電阻

上，被稱(chēng)汽車(chē)停放在秤臺(tái)上.己知電路中電源電動(dòng)勢(shì)為26V、內(nèi)電阻r=IOQ,電流表最程

為0.3A、內(nèi)阻RA=10Q,滑動(dòng)變阻器R'的最大阻值為500Q如圖乙是壓敏電阻的阻值R

隨壓力尸變化曲線.某設(shè)計(jì)人員對(duì)電流表上刻度重新賦值，使之能夠從表盤(pán)上直接讀出秤臺(tái)

上汽車(chē)的質(zhì)量，他先后進(jìn)行了以下操作.重力加速度g=10m/s2.

甲

乙丙

(1)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,撤去秤臺(tái)二的汽車(chē)，把多用電表的旋鈕族到歐姆擋“X10擋”，通過(guò)正確調(diào)

零后，用紅、黑表筆接在壓敏電阻兩端，多用電表的表針指到如圖內(nèi)所示位置，則壓敏電阻

R此時(shí)的電阻值為C.

(2)閉合開(kāi)關(guān)S,設(shè)計(jì)人員通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表讀數(shù)為0.10A,并在此處標(biāo)注為0kg,

則此時(shí)滑動(dòng)變阻器R'接入電路的電阻值為C：2500kg處應(yīng)標(biāo)注在A處.

(3)設(shè)計(jì)人員按上述操作逐個(gè)刻度賦值后，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用，發(fā)現(xiàn)電池的電動(dòng)勢(shì)略有減小、內(nèi)電

阻有所增大.他重新調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使秤臺(tái)空載時(shí)電流表讀數(shù)仍為0.10A,然后再去測(cè)量

汽車(chē)的重量.您認(rèn)為現(xiàn)在的測(cè)量值相比汽車(chē)真實(shí)重量_______(選填