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期末核心考点 自制简单的电路
一．选择题（共2小题）
1．（2024春 顺义区校级期中）如图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压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（　　）
A．质量大的苹果将进入上通道
B．为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值
C．为了选出质量更大的苹果可以减少缠绕电磁铁线圈的匝数
D．为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压增大
2．（2023 浙江开学）关于下列各装置说法正确的是（　　）
A．如图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是电磁感应
B．如图中物体向左移，则电容器的电容变小
C．如图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变
D．如图装置只要有声音，即使不接入电源，R两端也有电压输出
二．多选题（共3小题）
（多选）3．（2024 广西开学）某中学水果自助售卖处使用的电子秤的工作原理简化图如图所示，滑片P可在竖直放置的可变电阻R上滑动，不放水果时，P处于R的上端。闭合开关，当所称水果的质量增大时，由电表（电流表或电压表中的一种）改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（　　）
A．显示器是由电流表改装而成的
B．为了节约电能，可将电阻R0去掉
C．水果质量越大，R接入电路的电阻越小
D．根据使用要求，应连接接线柱“1”与“2”
（多选）4．（2022秋 包头月考）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。R1为压力传感器。R2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R1越小
C．调节R2的大小可以起到保护电路的作用
D．调节R2的大小可以改变苹果筛选的标准
（多选）5．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。则下列说法正确的是（　　）
A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处
B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处
C．若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向右移动
D．如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是乙图中左边电源电压太低
三．填空题（共3小题）
6．（2017春 东湖区校级月考）传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器的线路图．
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 　 　 处（填a或b）．
（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向 　 　 移动（填左或右）．
（3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是 　 　 ．（填字母）
A．左边电源电压太高；B．线圈匝数太少；C．弹簧劲度系数太大．
7．（2011 江苏校级学业考试）本题为选做题，考生只选择一题作答，若两题都作答，则按（1）题计分。
（1）（本题供使用选修1﹣1教材的考生作答。）
在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到 　 　
A．压力传感器
B．声传感器
C．光传感器
D．温度传感器
（2）（本题供使用选修3﹣1教材的考生作答。）
一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点过程中，电场力做了2×10﹣6J的正功，那么 　 　
A．电荷的电势能减少了2×10﹣6J
B．电荷的动能减少了2×10﹣6J
C．电荷在B处时具有2×10﹣6J的电势能
D．电荷在B处时具有2×10﹣6J的动能。
8．在温度为10℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图如图（a）所示，箱内电阻R1＝20kΩ、R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图（b）所示。当a、b端电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab≥0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在 　 　 ℃。
四．实验题（共5小题）
9．（2025 萍乡二模）某水果加工厂的苹果自动分拣装置的示意图如图甲所示，该装置能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，装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U2≥4V时，控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态，苹果进入下通道。已知电源电动势E＝10V，内阻r＝1.0Ω，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R1的阻值 　 　 （填“较大”或“较小”）。
（2）现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小果将通过 　 　 （填“上通道”或“下通道”），电阻箱R2的阻值应调为 　 　 Ω（结果保留一位小数）。
（3）若要将分拣标准质量提高到0.40kg，仅将R2的阻值调为 　 　 Ω即可实现。（结果保留一位小数）
（4）若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，则分拣标准质量将会 　 　 （填“变大”“变小”或“不变”）。
10．（2025 西安一模）半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。某实验小组想测量某一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RN，其阻值约为几十欧，现有以下器材：
压力传感器
电源：电动势6V（内阻不计）
电流表A：量程250mA，内阻约为5Ω
电压表V：量程3V，内阻约为20kΩ
滑动变阻器R：阻值范围0～10Ω
开关S，导线若干
（1）为了提高测量的准确性，应该选以下　 　 电路图进行测量，使用该电路得到的测量值　 　 （选填“大于”“小于”或者“等于”）真实值；
A.B.C.D.
（2）通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图甲所示，该学习小组利用该压力传感器设计了如图乙所示的自动分拣装置，可以将质量大于0.14kg的物体和小于0.14kg的物体进行分拣，图中RN为压力传感器，R′为滑动变阻器，电源电动势为6V（内阻不计），重力加速度大小取10m/s2。分拣时质量不同的物体通过传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，当控制电路两端电压≥2V时，杠杆OB水平，物体水平进入通道1；当控制电路两端电压＜2V时，控制电路控制杠杆的B端下移，物体下滑进入通道2，从而实现分拣功能。根据以上原理可知，R′接入电路的阻值为　 　 Ω（结果保留3位有效数字），质量为0.1kg的物体将进入　 　 （选填“通道1”或“通道2”）。
11．（2025 南京校级开学）如图所示，图2为一个自动筛选鸡蛋大小的装置，可以筛选出两类大小不同的鸡蛋。当不同大小的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤作用在压力传感器电阻R1上，其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图2所示。R2是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以控制电磁铁是否吸动衔铁并保持一段时间。当电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势E＝6V，内阻不计，R2调节为10Ω。
（1）由图1可知，压力传感器的电阻值RI随压力的增大而 　 　 （填：“增大、减小”）。
（2）从B通道通过的是 　 　 鸡蛋（填：“大、小”）。
（3）由两个图可知，若R2两端的电压超过3V时，电磁铁可以吸动衔铁向下，则选择的大鸡蛋对压力秤的压力要大于 　 　 N（保留到小数点后两位）。
（4）若把电阻R2的阻值调小，选择出的鸡蛋更 　 　 （填：“大、小”）。
12．（2025 越秀区开学）图中为某水果加工厂的苹果目动分拣装置示意图，该装表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。装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U1≥3V时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E＝9V，内阻不计，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）当较小的苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较小，此时R1的电阻 　 　 （选填“较大”或“较小”）；
（2）现以0.22kg为标准质量将苹果分拣开，电阻箱R2的阻值应调为 　 　 kΩ，质量大于0.22kg的大果将通过 　 　 ；（填“上通道”或“下通道”）
（3）下列情况能提高分拣标准质量的是 　 　 。
A.调节R2变小
B.增大电源电动势
C.增加电磁铁线圈匝数
D.电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大
13．（2024秋 大连期末）某学习小组将电压表改装成电子秤。实验器材有：
直流电源（电动势为E＝4.5V，内阻为r＝1.0Ω）；
电压表V（量程0～3V，内阻很大）；
滑动变阻器R（最大阻值10Ω）；
竖直固定的滑动变阻器R0（总长l＝10cm，最大阻值20Ω）；
竖直弹簧下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R0的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数k＝103N/m）；
开关S以及导线若干。
取重力加速度g＝10m/s2，不计摩擦和其他阻力。
实验步骤如下：
①静止的托盘中未放被测物时。R0的滑片P恰好置于R0的最上端，电压表的示数为零，调节滑动变阻器R的滑片位于阻值最大端。
②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入砝码，直至托盘静止后，滑片P恰好置于变阻器R0的最下端，调节滑动变阻器R，使电压表达到满偏，此时为电子秤的最大称重。
请回答下列问题（所有计算结果保留两位有效数字）：
（1）电子秤达到最大称重时，滑动变阻器R接入电路的阻值为 　 　 Ω。
（2）该电子秤的最大称重为 　 　 kg。
（3）在图（b）中画出被测物体质量m与电压表示数U的m﹣U图像。
（4）直流电源使用一段时间后，电动势E不变，内阻略增大。则被测物体质量的测量值与真实值相比 　 　 （选填“偏大”或“偏小”）。
五．解答题（共2小题）
14．（2024 阆中市校级开学）小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I＝0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
15．（2023春 沂源县校级期中）某型号磁力锁的工作原理如图甲所示，其主要部分由电磁铁电路和金属应变片电路组成，金属应变片所接电路如图乙所示；电磁铁线圈两端电压U与衔铁所受磁力大小F的关系如图丙所示，弹性梁左端固定在墙壁上，右端连接有衔铁，并随着磁铁的吸合而上下运动；金属应变片粘贴在弹性梁的上表面，其电阻值R1会因其形状变化而发生改变，V1为理想电压表。
（1）若要减小电磁铁与衔铁间的磁力，滑动变阻器的滑片P应向 　 　 端移动（选填或“d”）。
（2）线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，电压表V2的读数将 　 　 。（填“增大”“减小”或“不变”）
（3）线圈在通电吸合衔铁后，用600N的拉力才能将衔铁与电磁铁分开，则此时电磁铁的工作电压为 　 　 v。
（4）已知甲图中电磁铁线圈的直流电阻为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为180B，电源的电动势为12.0V，滑动变阻器的滑片P移到c端时电压表V，示数为11.8V，则电源E的内阻为 　 　 Ω（结果保留一位有效数字）。
期末核心考点 自制简单的电路
参考答案与试题解析
一．选择题（共2小题）
1．（2024春 顺义区校级期中）如图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压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（　　）
A．质量大的苹果将进入上通道
B．为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值
C．为了选出质量更大的苹果可以减少缠绕电磁铁线圈的匝数
D．为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压增大
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；分析综合能力．
【答案】C
【分析】根据题意分析控制电路接通的条件。根据压力传感器的特性和串并联电路的分压特点解答。
【解答】解：A.大苹果通过托盘秤时，R1电阻较小，则R2两端的电压变大，当该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，故A错误；
B.为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，R2的电压就会变得更大，则要想保持R2的电压和原来一致，则只适当减小R2的阻值，故B错误；
C.为了选出质量更大的苹果，就要保持电磁铁的磁性不变，而因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，而要保持电磁铁的磁性不变，只需要减小缠绕电磁铁线圈的匝数，故C正确；
D.为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因R1减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器R1相连接电路中电源A的输出电源，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查了传感器的应用及工作原理，本题应用压力传感器制作了苹果自动分拣装置，解答时要根据题意分析清楚其工作原理，关键是找到电磁铁工作的条件，根据串并联点的分压特点解答。
2．（2023 浙江开学）关于下列各装置说法正确的是（　　）
A．如图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是电磁感应
B．如图中物体向左移，则电容器的电容变小
C．如图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变
D．如图装置只要有声音，即使不接入电源，R两端也有电压输出
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置；电容器的动态分析（U不变）——板间距离变化；霍尔效应与霍尔元件；自感现象与自感系数．
【专题】定性思想；归纳法；电容器专题；理解能力．
【答案】C
【分析】A、霍尔元件能出现电势差的原因是带电粒子在磁场中受到力的作用而发生偏转；
B、根据电容的决定式得出电容的变化趋势；
C、丙图装置铁芯位置变化引起线圈的自感系数改变；
D、振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化引起电容变化。
【解答】解：A．甲图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而发生偏转，不是电磁感应，故A错误；
B．乙图中物体向左移，插入电容器的电介质增加，则电容器的电容变大，故B错误；
C．丙图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变，故C正确；
D．丁图装置是电容话筒是利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容的变化，在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化。将这个电流信号进行转换，即可输出音频信号。但是只有声音，不接入电源，R两端不会有电压输出，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了电容器的相关应用，熟悉电容的决定式，结合霍尔效应的特点即可完成分析。
二．多选题（共3小题）
（多选）3．（2024 广西开学）某中学水果自助售卖处使用的电子秤的工作原理简化图如图所示，滑片P可在竖直放置的可变电阻R上滑动，不放水果时，P处于R的上端。闭合开关，当所称水果的质量增大时，由电表（电流表或电压表中的一种）改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是（　　）
A．显示器是由电流表改装而成的
B．为了节约电能，可将电阻R0去掉
C．水果质量越大，R接入电路的电阻越小
D．根据使用要求，应连接接线柱“1”与“2”
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【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】AC
【分析】A.显示器串联在电路中，因此显示器是由电流表改装而成的，据此分析作答；
B.电阻 R0 起到保护电路的作用，据此分析作答；
CD.根据称量水果的质量增大时，显示器示数也增大，确定滑动变阻器的接入电阻的变化，然后确定接线柱的连接情况。
【解答】解：A.显示器串联在电路中，水果的质量增大时，显示器示数也增大，因此显示器是由电流表改装而成的，故A正确；
B.电阻 R0 起到保护电路的作用，不能去掉，故B错误；
CD.水果质量越大，R接入电路的电阻越小，根据欧姆定律可知，电流表（显示器）的示数越大，因此接线柱“1”应与“3”连接，故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了对电子秤的工作原理的理解和运用，要明确保护电阻的作用，能够根据欧姆定律分析出接入电阻与称量物体质量的关系是解题的关键。
（多选）4．（2022秋 包头月考）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。R1为压力传感器。R2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R1越小
C．调节R2的大小可以起到保护电路的作用
D．调节R2的大小可以改变苹果筛选的标准
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】大苹果在下面的分拣口出去，要求电磁铁的吸引力更强，R2两端电压更大，R1两端电压要更小，可知苹果越重R1电阻越小，R2调节不同阻值即可以调节自身电压，从而调节分拣标准。
【解答】解：AB、苹果越重，R1电阻越小，两端电压越小，R2两端电压越大，电磁铁吸力越强，大果会进入下端分拣口，要求压力越大R1越小，故A错误，B正确；
CD、调节R2不同阻值即是为调节R2自身电压，从而实现改变苹果的筛选标准，故C错误，D正确；
故选：BD。
【点评】本题考查电路电压随电阻大小变化规律，一个电阻变小，另一个电阻两端电压变大，难点是需要与题干描述结合，有一定的创新性，学生要注意分拣要求。
（多选）5．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。则下列说法正确的是（　　）
A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处
B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处
C．若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向右移动
D．如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是乙图中左边电源电压太低
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】应用题；定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，因此使电路形成通路，并改变其中一个电阻的温度。在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触，这可能由多种原因造成，如：①电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；②弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力等。
【解答】解：AB、由热敏电阻随温度变化的图线可知，温度越高电阻越小，电流增大，电磁铁的引力增加，吸引弹簧向a运动，故A正确，B错误；
C、若使启动报警的温度提高些，即热敏电阻阻值再小些，则滑动变阻器的阻值应再大些，滑片P向左移动，故C错误；
D、造成工作电路不能正常工作的原因可能是题图乙中左边电源电压太低，或者线圈的匝数太少，或者弹簧的劲度系数太大等，故D正确。
故选：AD。
【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。
三．填空题（共3小题）
6．（2017春 东湖区校级月考）传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器的线路图．
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 　a　 处（填a或b）．
（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向 　左　 移动（填左或右）．
（3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是 　BC　 ．（填字母）
A．左边电源电压太高；B．线圈匝数太少；C．弹簧劲度系数太大．
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】实验题；定量思想；推理法；恒定电流专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】根据热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，因此使电路形成通路，并改变其中一个电阻的温度．在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触，这可能由多种原因造成，如：①电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；②弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力等．
【解答】解：（1）根据图甲中曲线的趋势可以得出，电阻随温度的升高而减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，为了使温度过高时发送报警信息，则热敏电阻阻值最小，开关c应该接在a处；
（2）若使报警的最低温度提高些电路中电阻增大，则滑动变阻R应将P点向左移动；
（3）在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触，这可能由多种原因造成，如：①左边电源电压太低，电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；②线圈的匝数太少，导致电磁铁的吸引力小于弹力；③弹簧的劲度系数太大，导致电磁铁的吸引力小于弹力；故A错误，BC正确；
故答案为：（1）a；（2）左；（3）BC．
【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．
7．（2011 江苏校级学业考试）本题为选做题，考生只选择一题作答，若两题都作答，则按（1）题计分。
（1）（本题供使用选修1﹣1教材的考生作答。）
在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到 　D　
A．压力传感器
B．声传感器
C．光传感器
D．温度传感器
（2）（本题供使用选修3﹣1教材的考生作答。）
一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点过程中，电场力做了2×10﹣6J的正功，那么 　A　
A．电荷的电势能减少了2×10﹣6J
B．电荷的动能减少了2×10﹣6J
C．电荷在B处时具有2×10﹣6J的电势能
D．电荷在B处时具有2×10﹣6J的动能。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置；电场力做功与电势能变化的关系；常见的传感器及分类．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据传感器的特点、功能可以判断出题目中传感器的类型。
（2）电场力做功对应着电势能的变化：电场力做正功电势能减小，做负功电势能增加。
【解答】解：（1）电冰箱制冷系统需要根据温度的高低进行自动调温控制的，因此需要用温度传感器，故ABC错误，D正确。
故选D。
（2）电场力做功对应着电势能的转化，而不是说明电荷具有多少电势能。本题中电场力做了2×10﹣6 J的正功，说明电势能减小了2×10﹣6 J，动能增加了2×10﹣6 J，而不能说明电荷具有多少动能或电势能，故BCD错误，A正确。
故选A。
【点评】本题中的两问都很基础，对于基础知识一定要掌握牢固，不能似是而非的，容易出错。
8．在温度为10℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图如图（a）所示，箱内电阻R1＝20kΩ、R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图（b）所示。当a、b端电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab≥0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在 　35　 ℃。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】35
【分析】由题意得：当 a、b端电压 Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab＞0时，电压鉴别器使 S断开，停止加热，则当Uab＝0时，恒温箱保持稳定，根据电阻和电压的关系可以求出Rt的值，根据乙图就可以知道温度。
【解答】解：由题意得：当Uab＝0时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系可知：R1：R2＝2：1
只有 R3：Rt也为2：1的时候，Uab＝0，此时电桥平衡
所以可知Rt电阻为20kΩ，从图乙可以看出，电阻为20kΩ时，温度为35摄氏度
故答案为：35
【点评】本题主要考查了同学们识图能力以及分析问题和解决问题的能力，要能根据题目的意思得出当Uab＝0时，恒温箱保持稳定。
四．实验题（共5小题）
9．（2025 萍乡二模）某水果加工厂的苹果自动分拣装置的示意图如图甲所示，该装置能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，装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U2≥4V时，控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态，苹果进入下通道。已知电源电动势E＝10V，内阻r＝1.0Ω，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R1的阻值 　较小　 （填“较大”或“较小”）。
（2）现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小果将通过 　上通道　 （填“上通道”或“下通道”），电阻箱R2的阻值应调为 　14.0　 Ω（结果保留一位小数）。
（3）若要将分拣标准质量提高到0.40kg，仅将R2的阻值调为 　10.7　 Ω即可实现。（结果保留一位小数）
（4）若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，则分拣标准质量将会 　变大　 （填“变大”“变小”或“不变”）。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】实验题；定量思想；推理法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】（1）较小；（2）上通道；14.0；（3）10.7；（4）变大。
【分析】（1）根据质量较大的苹果托盘对R1的压力较大分析求解；
（2）（3）根据闭合电路欧姆定律，结合电源电动势不变分析求解；
（4）根据闭合电路欧姆定律，结合内阻r增大，实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏小分析求解。
【解答】解：（1）苹果通过托盘时，质量较大的苹果托盘对R1的压力较大，根据图乙可知，R1的阻值较小；
（2）若苹果质量小于0.3kg时，则R1阻值增大，分压增大，由于电源电动势不变，R2两端分压减小，电衔铁将不被吸合，小苹果将通过上通道；
当苹果质量为0.3kg时，此时R1＝20Ω
为使该装置达到分拣目的，根据闭合电路欧姆定律，R2的阻值满足
解得R2＝14.0Ω
（3）同理当苹果质量为0.40kg时，此时R1′＝15Ω
为使该装置达到分拣目的，根据闭合电路欧姆定律，R2的阻值满足
解得R2＝10.7Ω
（4）若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，根据闭合电路欧姆定律，有
可知内阻r增大，则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏小，需要的压力偏大，即分拣标准质量将会偏大。
故答案为：（1）较小；（2）上通道；14.0；（3）10.7；（4）变大。
【点评】本题考查了压力传感器的相关实验，理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
10．（2025 西安一模）半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。某实验小组想测量某一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RN，其阻值约为几十欧，现有以下器材：
压力传感器
电源：电动势6V（内阻不计）
电流表A：量程250mA，内阻约为5Ω
电压表V：量程3V，内阻约为20kΩ
滑动变阻器R：阻值范围0～10Ω
开关S，导线若干
（1）为了提高测量的准确性，应该选以下　B　 电路图进行测量，使用该电路得到的测量值　小于　 （选填“大于”“小于”或者“等于”）真实值；
A.
B.
C.
D.
（2）通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图甲所示，该学习小组利用该压力传感器设计了如图乙所示的自动分拣装置，可以将质量大于0.14kg的物体和小于0.14kg的物体进行分拣，图中RN为压力传感器，R′为滑动变阻器，电源电动势为6V（内阻不计），重力加速度大小取10m/s2。分拣时质量不同的物体通过传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，当控制电路两端电压≥2V时，杠杆OB水平，物体水平进入通道1；当控制电路两端电压＜2V时，控制电路控制杠杆的B端下移，物体下滑进入通道2，从而实现分拣功能。根据以上原理可知，R′接入电路的阻值为　15.0　 Ω（结果保留3位有效数字），质量为0.1kg的物体将进入　通道1　 （选填“通道1”或“通道2”）。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置；伏安法测电阻．
【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；小于；（2）15.0；通道1
【分析】（1）根据电表内阻的大小关系选择合适的接法，根据调节方便选择滑动变阻器，结合实验原理分析误差；
（2）根据图甲结合闭合电路欧姆定律解得R'，并分析R'的电压变化情况，与2V比较判断进入通道情况。
【解答】解：（1）由于，所以电流表应采用外接法，且待测电阻阻值与滑动变阻器的总电阻相比较大，所以滑动变阻器应采用分压式接法，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据电路的连接方式可知，由于电压表分流，导致电流的测量值偏大，故电阻的测量值小于真实值。
（2）质量为0.14kg的物体对RN的压力为1.4N，由图甲可知，此时RN＝30.0Ω
由闭合电路欧姆定律可得E＝U+IRN
且
联立可得R′＝15.0Ω
由甲图可知，压力变大，阻值变小，故电路中电流变大，R′两端电压变大，大于2V，故物体将进入通道1。
故答案为：（1）B；小于；（2）15.0；通道1
【点评】本题主要考查了伏安法测电阻的相关实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合图像和欧姆定律即可完成分析。
11．（2025 南京校级开学）如图所示，图2为一个自动筛选鸡蛋大小的装置，可以筛选出两类大小不同的鸡蛋。当不同大小的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤作用在压力传感器电阻R1上，其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图2所示。R2是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以控制电磁铁是否吸动衔铁并保持一段时间。当电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势E＝6V，内阻不计，R2调节为10Ω。
（1）由图1可知，压力传感器的电阻值RI随压力的增大而 　减小　 （填：“增大、减小”）。
（2）从B通道通过的是 　大　 鸡蛋（填：“大、小”）。
（3）由两个图可知，若R2两端的电压超过3V时，电磁铁可以吸动衔铁向下，则选择的大鸡蛋对压力秤的压力要大于 　0.47　 N（保留到小数点后两位）。
（4）若把电阻R2的阻值调小，选择出的鸡蛋更 　大　 （填：“大、小”）。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；恒定电流专题；实验探究能力．
【答案】（1）减小；（2）大；（3）0.47；（4）大。
【分析】（1）根据图像特征分析判断；
（2）根据动态电路的分析方法分析判断；
（3）根据闭合电路欧姆定律结合图像计算；
（4）根据电磁铁工作的过程分析判断。
【解答】解：（1）由图1可知F越大R越小，即压力传感器的电阻值R1随压力的增大而减小。
（2）鸡蛋越大，对R1的压力越大，R1的阻值越小，根据串联电路的特点可知R1分得的电压越低，R2分得的电压越高，电磁铁对衔铁向下的吸引力越大，越容易将弹簧压下，鸡蛋进入B通道，因此从B通道通过的是大鸡蛋。
（3）根据闭合电路欧姆定律
若R2两端的电压U2为3V时，代入上式解得R1＝10Ω
由图1，当R1＝10Ω时，F＝0.47N
所以选择的大鸡蛋对压力秤的压力要大于0.47N。
（4）若把电阻R2的阻值调小，根据串联电路的特点可知R2两端的电压减小，越不易达到3V电压，若需达到3V电压，电路中的电流需增大，则R1的阻值要减小，即对R1的压力越要大，故选择出的鸡蛋更大。
故答案为：（1）减小；（2）大；（3）0.47；（4）大。
【点评】本题关键掌握动态电路的分析方法和电磁铁工作过程。
12．（2025 越秀区开学）图中为某水果加工厂的苹果目动分拣装置示意图，该装表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。装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压U1≥3V时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E＝9V，内阻不计，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）当较小的苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较小，此时R1的电阻 　较大　 （选填“较大”或“较小”）；
（2）现以0.22kg为标准质量将苹果分拣开，电阻箱R2的阻值应调为 　12　 kΩ，质量大于0.22kg的大果将通过 　下通道　 ；（填“上通道”或“下通道”）
（3）下列情况能提高分拣标准质量的是 　D　 。
A.调节R2变小
B.增大电源电动势
C.增加电磁铁线圈匝数
D.电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；实验探究能力．
【答案】（1）较大；（2）12，下通道；（3）D。
【分析】（1）根据图乙可知，R1的阻值较大；
（2）根据图乙结合串联电路电压规律解答；
（3）当提高分拣标准质量时，压力增大，需使R1阻值减小，分压减小即可，根据闭合电路欧姆定律解答。
【解答】解：（1）质量较小的苹果通过托盘时，托盘对R1的压力较小，根据图乙可知，R1的阻值较大；
（2）当苹果质量为0.22kg时，此时F＝G＝mg＝0.22×10N＝2.2N
R1≈24kΩ
为使该装置达到分拣目的，R2的阻值满足
解得
R2＝12kΩ
若苹果质量大于0.22kg，则R1阻值减小，分压减小，由于电源电动势不变，R2两端分压增大，电衔铁将被吸合，大苹果将通过下通道；
（3）当提高分拣标准质量时，压力增大，需使R1阻值减小，分压减小即可，根据U1R1可知：
A、调节R2变小，R1两端分压增大，故A错误；
B.增大电源电动势，R1两端分压增大，故B错误；
C.增加电磁铁线圈匝数，磁性增强，则分拣标准质量偏小，故C错误；
D.电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大，R1两端分压减小，故D正确；
故选：D。
故答案为：（1）较大；（2）12，下通道；（3）D。
【点评】本题考查生活中常见的传感器，学生需根据题意结合图像分析求解。
13．（2024秋 大连期末）某学习小组将电压表改装成电子秤。实验器材有：
直流电源（电动势为E＝4.5V，内阻为r＝1.0Ω）；
电压表V（量程0～3V，内阻很大）；
滑动变阻器R（最大阻值10Ω）；
竖直固定的滑动变阻器R0（总长l＝10cm，最大阻值20Ω）；
竖直弹簧下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器R0的滑动端连接，滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数k＝103N/m）；
开关S以及导线若干。
取重力加速度g＝10m/s2，不计摩擦和其他阻力。
实验步骤如下：
①静止的托盘中未放被测物时。R0的滑片P恰好置于R0的最上端，电压表的示数为零，调节滑动变阻器R的滑片位于阻值最大端。
②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入砝码，直至托盘静止后，滑片P恰好置于变阻器R0的最下端，调节滑动变阻器R，使电压表达到满偏，此时为电子秤的最大称重。
请回答下列问题（所有计算结果保留两位有效数字）：
（1）电子秤达到最大称重时，滑动变阻器R接入电路的阻值为 　9.0　 Ω。
（2）该电子秤的最大称重为 　10　 kg。
（3）在图（b）中画出被测物体质量m与电压表示数U的m﹣U图像。
（4）直流电源使用一段时间后，电动势E不变，内阻略增大。则被测物体质量的测量值与真实值相比 　偏小　 （选填“偏大”或“偏小”）。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；恒定电流专题；实验探究能力．
【答案】（1）9.0；（2）10；（3）见解析；（4）偏小。
【分析】（1）根据欧姆定律和闭合电路的欧姆定律求解滑动变阻器的接入电阻；
（2）根据胡克定律和平衡条件求解电子秤的量程；
（3）根据平衡条件、胡克定律、欧姆定律和闭合电路的欧姆定律求解m﹣U函数，然后结合m﹣U函数作出图像；
（4）直流电源使用较长时间后，电动势E不变，内阻略增大，分析电流值的变化确定被测物的质量的真实值的关系。
【解答】解：（1）电压表达到满偏时，电流为
滑动变阻器R接入电路的阻值为
（2）电子秤能测量的最大质量，弹簧的形变量Δx＝l＝10cm＝0.1m
根据胡克定律和平衡条件mg＝kΔx
则电子秤能测量的最大质量为；
（3）当弹簧的形变量为x时，根据胡克定律mg＝kx
根据闭合电路的欧姆定律
电压表示数
联立可得
代入数据化简得U＝0.3m
变形得
因此所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为线性关系；
当U＝0V时，质量m＝0kg，当U＝3V时，质量m＝10kg，所作图像如图所示：
（4）电源内阻略增大后，由以上可知当P处于同一位置时，电压表示数变小，则所测物体的质量与真实值相比偏小。
故答案为：（1）9.0；（2）10；（3）见解析；（4）偏小。
【点评】本题主要是考查电压表改装成测量物体质量的仪器的实验，关键是弄清楚实验原理和实验方法，根据闭合电路的欧姆定律进行分析。
五．解答题（共2小题）
14．（2024 阆中市校级开学）小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I＝0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】计算题；学科综合题；定量思想；图析法；恒定电流专题；分析综合能力．
【答案】（1）物体的重力G为4N。
（2）RP的变化范围为18Ω～50Ω。
【分析】（1）由图甲可知，R0与Rp串联，电压表测R0两端电压，电流表测电路中电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻，根据图乙读出物体的重力G；
（2）根据欧姆定律结合电压表量程，求出R0能通过的最大电流。结合电流表量程以及滑动变阻器允许通过的最大电流，可知电路的最大电流，从而可求出Rp的最小阻值；由图乙知，当物体重力为0N时，R取最大阻值50Ω，电路中电流最小，此时电路安全，从而可确定RP的变化范围。
【解答】解：（1）闭合开关S，当电流表示数I＝0.4A时，电路中的总电阻为
RΩ＝60Ω
此时滑动变阻器接入电路的电阻为
RP＝R﹣R0＝60Ω﹣30Ω＝30Ω
根据图乙可知，此时物体重力为
G＝4N
（2）已知电压表的量程为0～15V，则R0能通过的最大电流为
I0A＝0.5A
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流可得，电路的最大电流为
Imax＝I0＝0.5A
此时RP的最小阻值为
当物体重力为0时，RP取最大阻值50Ω，此时电路安全，故
RPmax＝50Ω
所以RP的变化范围为18Ω～50Ω。
答：（1）物体的重力G为4N。
（2）RP的变化范围为18Ω～50Ω。
【点评】解答本题时，要明确电路的结构，理解装置的工作原理，熟练运用欧姆定律和串联电路的特点解答。
15．（2023春 沂源县校级期中）某型号磁力锁的工作原理如图甲所示，其主要部分由电磁铁电路和金属应变片电路组成，金属应变片所接电路如图乙所示；电磁铁线圈两端电压U与衔铁所受磁力大小F的关系如图丙所示，弹性梁左端固定在墙壁上，右端连接有衔铁，并随着磁铁的吸合而上下运动；金属应变片粘贴在弹性梁的上表面，其电阻值R1会因其形状变化而发生改变，V1为理想电压表。
（1）若要减小电磁铁与衔铁间的磁力，滑动变阻器的滑片P应向 　d　 端移动（选填或“d”）。
（2）线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，电压表V2的读数将 　增大　 。（填“增大”“减小”或“不变”）
（3）线圈在通电吸合衔铁后，用600N的拉力才能将衔铁与电磁铁分开，则此时电磁铁的工作电压为 　4.0　 v。
（4）已知甲图中电磁铁线圈的直流电阻为20Ω，滑动变阻器的最大阻值为180B，电源的电动势为12.0V，滑动变阻器的滑片P移到c端时电压表V，示数为11.8V，则电源E的内阻为 　0.3　 Ω（结果保留一位有效数字）。
【考点】利用传感器制作简单的自动控制装置；用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电压、电流或电阻．
【专题】定量思想；实验分析法；恒定电流专题；推理论证能力．
【答案】（1）d；（2）增大；（3）4.0；（4）0.3
【分析】解题时需结合电路原理、电阻变化规律、磁力与电压的关系以及闭合电路欧姆定律等知识点分析问题。
【解答】解：（1）根据电流的磁效应可知，流经线圈中电流越小，产生的磁场强度就越弱，电磁铁与衔铁间的磁力就越小。由图甲可知为了减小通过线圈中的电流，故应将变阻器的滑片应滑向d端；
（2）线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，根据电阻定律，R1的阻值将增大。在图乙中，根据串联电路分压规律可知，电阻增大，电压增大，所以电压表V2的读数将增大；
（3）由图丙可知，F＝600N时对应的工作电压为4.0V，即要求该锁能抵抗600N的外力，则工作电压至少为4.0V；
（4）当滑动变阻器的滑片P滑到c端时，滑动变阻器提供的分压最大，由闭合电路欧姆定律可得E＝Um+Ir
代入数据解得E＝12.0V
Um＝11.8V
I
式子中线圈电阻RL＝20Ω，滑动变阻器电阻R滑＝180Ω，代入求得r≈0.3Ω。
故答案为：（1）d；（2）增大；（3）4.0；（4）0.3
【点评】本题通过分析磁力锁的工作原理，考查了电路中电阻变化对电压的影响、磁力与电压的关系以及电源内阻的计算方法。解题过程中，正确理解电路原理和物理规律是关键。通过本题，可以加深对电磁铁工作原理、电阻变化规律以及闭合电路欧姆定律的理解。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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