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三年模拟练
应用实践
1.[2026浙江杭州期中]某汽车低油位报警装置示意图如图所示。热敏电阻RT(温度升高,阻值减小)与内阻恒为2 kΩ的指示灯L串联在电动势E=12 V、内阻不计的电源两端。当液面高于RT时,RT散热良好,此时RT的阻值为R1。随着RT露出液面,RT散热变差,当液面位于RT正中间时,RT的阻值为R2=2 kΩ。已知RT周围的液体为绝缘体,下列说法正确的是(　　)
A.R1小于2 kΩ
B.RT把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
C.当液面高于RT时,指示灯两端的电压为6 V
D.当液面位于RT正中间时,通过指示灯的电流为3 A
2.[2026重庆沙坪坝一模]某种感温式火灾报警器如图甲所示,其简化的工作电路如图乙所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源,副线圈连接报警系统,其中RT为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R0为滑动变阻器,R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾,环境温度升高达到预设值时,报警装置(图中未画出)通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是(　　)
A.警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压减小
B.警戒范围内出现火情时,原线圈输入功率变大
C.通过定值电阻R1的电流过低时,报警装置就会报警
D.若要调高预设的报警温度,可减小滑动变阻器R0接入电路的阻值
3.[多选题][2025北京西城期末]利用磁铁和干簧管,设计一个门开报警装置:门的上沿嵌入一小块永磁体,门框内与永磁体相对的位置嵌入常开型干簧管(磁体靠近时才闭合),并将干簧管接入报警电路。当门被打开时,指示灯亮;当门紧闭时,指示灯灭。下图中H为干簧管,L为指示灯,R为定值电阻。A、B图中矩形虚线框J为电磁继电器;C、D图中VT为三极管,具有断路和接通的开关作用(当b、e间的电压较小时,三极管处于阻断状态;当b、e间的电压足够大时,三极管将导通,有沿ce方向的电流)。其中符合题意的电路设计是(　　)
答案与分层梯度式解析
三年模拟练
1.B　该热敏电阻阻值随温度升高而减小,当液面高于电阻RT时其散热良好,温度应比液面位于RT中间时低,所以此时的电阻R1大于2 kΩ,A错误;热敏电阻阻值随温度变化明显,可以将温度这个热学量转换为电学量,B正确;当液面位于RT正中间时,回路中的电流为I==3 mA(点拨:电阻单位为千欧,结果电流单位为毫安,避免数量级错误),D错误;当液面高于RT时,热敏电阻的阻值大于2 kΩ,所以回路中的电流I<3 mA,指示灯两端的电压为U=IRL,所以指示灯两端的电压小于6 V,C错误。
2.B　变压器中副线圈两端电压取决于原线圈两端电压与原、副线圈匝数比,由于原线圈两端电压与匝数比不变,则警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压不变,A错误;警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压不变,而副线圈回路中总电阻减小,副线圈中电流增大,则原线圈中电流增大,由P=UI可知,原线圈输入功率变大,B正确;警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压不变,副线圈中总电阻减小,电流增大,通过定值电阻R1的电流增大到某一值时,报警装置就会报警,C错误;若要调高预设的报警温度,即报警时热敏电阻的阻值变小,要保持流过R1的电流不变,则可增大滑动变阻器R0接入电路的阻值,D错误。
3.BD　A图中,当打开门时,永磁体远离干簧管,干簧管断开,线圈中没有电流,线圈不会产生磁场,线圈对开关没有吸引力,开关在弹簧作用下同右侧接口连接,右侧电路断开,指示灯熄灭,不符合题意,A错误;B图中,当打开门时,永磁体远离干簧管,干簧管断开,线圈中没有电流,线圈不会产生磁场,线圈对开关没有吸引力,开关在弹簧作用下同右侧接口连接,右侧电路闭合,指示灯亮,符合题意(点拨:开门→干簧管断→继电器释放→常闭触点接通灯,实现“门开灯亮”),B正确;C图中,当门紧闭时,永磁体靠近干簧管,干簧管闭合,be直接与电源连接,b、e间的电压足够大,此时三极管将导通,有沿ce方向的电流,指示灯亮,不符合题意,C错误;D图中,当门紧闭时,永磁体靠近干簧管,干簧管闭合,b、e间被短路,b、e间的电压很小,三极管处于阻断状态,指示灯熄灭,符合题意,D正确。五年高考练
考点1　常见的传感器
1.[2025海南,7]某同学设计了如图光控电路,电源电动势为3 V(内阻不计),R1、R2为光敏电阻或定值电阻,光敏电阻阻值随光照度变化如表所示,光照度为1 lx时,1、2两端电压降至2 V,此时控制电路打开电器开关,则(　　)
光照度/lx 0.6 0.8 1 1.2 …
阻值/kΩ 2.8 2.3 2 1.8 …
A.R1是光敏电阻,R2是1 kΩ定值电阻
B.R1是光敏电阻,R2是4 kΩ定值电阻
C.R2是光敏电阻,R1是1 kΩ定值电阻
D.R2是光敏电阻,R1是4 kΩ定值电阻
考点2　敏感元件与电学实验综合
2.[2024浙江1月选考,16-Ⅲ]在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻Rt在不同温度时的阻值如表
温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0
电阻/(102 Ω) 220 160 100 60
温度/℃ 28.0 38.2 45.5 60.4
电阻/(102 Ω) 45 30 25 15
某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E=3 V(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有3 kΩ、5 kΩ、12 kΩ三种可供选择)、控制开关和加热系统,设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于20 ℃,现要求将室内温度控制在20 ℃~28 ℃范围,且1、2两端电压大于2 V,控制开关开启加热系统加热,则应选择的电路是　　　　,定值电阻R的阻值应选　　　　kΩ,1、2两端的电压小于　　　　V时,自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。
3.[2025河南,11]实验小组研究某热敏电阻的特性,并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示①,保温箱原理图如图2所示。回答下列问题:
(1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是　　　　(填“线性”或“非线性”)的。
(2)存在一个电流值I0,若电磁铁线圈的电流小于I0,衔铁与上固定触头a接触;若电流大于I0,衔铁与下固定触头b接触②。保温箱温度达到设定值后,电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动,加热电路持续地断开、闭合,使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头　　　　(填“a”或“b”)相连接。
(3)当保温箱的温度设定在50 ℃时,电阻箱旋钮的位置如图3所示,则电阻箱接入电路的阻值为　　　　Ω。
(4)若要把保温箱的温度设定在100 ℃,则电阻箱接入电路的阻值应为　　　Ω。
①关键点拨→阻值随温度升高而减小,且图线弯曲,成非线性关系。
②关键点拨→电流阈值I0决定衔铁位置,低于阈值接通a,高于阈值接通b。
4.[2026湖南,12]某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。
(1)将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中,并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为z轴,其示意图如图1所示;霍尔元件上的导线与外部工作电路连接,其示意图如图2所示。
　
(2)将电压表接在霍尔元件的　　　　(填“a、b”或“c、d”)两端,闭合开关S,测量其霍尔电压,电压表指针如图3所示,此时电压为　　　　mV。
(3)旋转螺旋测微器的旋钮,使霍尔元件沿z轴移动至霍尔电压为0处,该处磁感应强度为0,此时的螺旋测微器读数如图4所示,该读数为　　　　mm。
(4)保持电流不变,旋转螺旋测微器的旋钮,读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压,得到10组数据如表所示。
z/mm U/mV
1 11.670 9
2 11.960 16
3 12.302 25
4 12.633 35
5 12.952 42
6 13.270 48
7 13.594 57
8 13.930 67
9 14.246 74
10 14.585 81
(5)在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点,并作出z-U图像。
(6)用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器,将待测物体与铜杆连接,待测物体在z轴方向移动,其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为20 mV,移动后电压表示数为60 mV,根据图像,此过程中物体位移的大小为　　　　mm (保留2位小数)。
5.[2024河北,12]某种花卉喜光,但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、数字电压表(0~20 V)、数字电流表(0~20 mA)、滑动变阻器R(最大阻值50 Ω,1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1(0~50 kΩ)、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。
(1)判断发光二极管的极性
使用多用电表的“×10 k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示,当黑表笔与接线端M接触,红表笔与接线端N接触时,多用电表指针位于表盘中a位置(见图2);对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图2)。由此判断M端为二极管的　　　　(填“正极”或“负极”)。
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性
①采用图3中的器材进行实验,部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的　　　　、　　　　、　　　　接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)。
②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而　　　　(填“增大”或“减小”)。
(3)组装光强报警器电路并测试其功能
图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应　　　　(填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光。
答案与分层梯度式解析
五年高考练
1.A　根据题表可知随着光照度增大,光敏电阻的阻值减小,根据串联电路分压特点可知,光敏电阻两端的电压减小,即R1是光敏电阻,R2是定值电阻。光照度为1 lx时,光敏电阻的阻值为R1=2 kΩ,根据串联电路分压特点,=,其中U1=2 V,E=3 V,可得R2=1 kΩ,A正确。
2.答案　C　3　1.8
真题降维
关键描述 信息挖掘
表中数据 温度越高,热敏电阻阻值越小
1、2两端电压大于2 V,控制开关开启加热系统加热 温度越低,1、2两端电压越大
自动关闭加热系统 温度升高到设定值28 ℃,热敏电阻Rt=4 500 Ω
解析　温度要控制在20 ℃到28 ℃,说明热敏电阻的阻值范围是4 500 Ω~6 000 Ω,A电路中无论选择哪个定值电阻,热敏电阻两端电压均等于电源电动势,加热系统一直在加热,A不符合要求;B中热敏电阻与定值电阻串联,当要开始加热时,Rt阻值为6 kΩ,控制开关两端电压等于2 V,R等于12 kΩ,随着环境温度升高Rt的阻值减小,定值电阻两端的电压增大,加热系统会一直加热,无法达到控制室温的目的,B不符合要求;C电路中,随着环境温度升高,热敏电阻阻值减小,回路总电流增大,定值电阻两端电压增大,所以Rt两端的电压减小,让温度达到28 ℃时,加热系统停止加热,所以能够实现自动加热,故选C。根据串联电路分压关系,温度为20 ℃时开始加热,即Rt∶R=U∶(E-U),解得R=3 kΩ。当温度达到28 ℃时,热敏电阻两端电压为U=E=×3 V=1.8 V,故1、2两端电压小于1.8 V时停止加热。
3.答案　(1)非线性　(2)a　(3)130.0　(4)210.0
解析　(1)由题图1易知R-t图线是曲线,热敏电阻的阻值随温度的变化关系是非线性的。
(2)当保温箱内温度升高时,热敏电阻阻值减小,下面的控制电路中电流增大,大于I0时,将会把衔铁吸下,衔铁与触头b接触,加热电路被切断,以防止温度过高,故加热电阻丝的c端应与触头a相连接。
(3)图3中电阻箱阻值R=1×100 Ω+3×10 Ω+0×1 Ω+0×0.1 Ω=130.0 Ω。
(4)当保温箱内的温度为50 ℃时,由题图1得热敏电阻的阻值为180.0 Ω,电阻箱接入电路的阻值为130.0 Ω,则有E=I0(130.0 Ω+180.0 Ω);当保温箱内的温度为100 ℃时,由题图1可知热敏电阻的阻值为100.0 Ω,电路满足E=I0(100.0 Ω+R'),解得R'=210.0 Ω,则当保温箱内的温度为100 ℃时电阻箱接入电路的阻值为210.0 Ω。
4.答案　(2)c、d　50　(3)11.350　(5)图见解析　(6)1.60
解析　(2)导体中能够自由移动的电子在洛伦兹力的作用下,向着与电流、磁场都垂直的方向漂移,继而在该方向上出现电势差,故电压表接在霍尔元件的c、d两端;电压表分度值是2 mV,读到分度值的本位,电压为50 mV。
(3)螺旋测微器读数为11 mm+35.0×0.01 mm=11.350 mm。
(5)描出第4、5组测量数据的坐标点,作出z-U图像如图。
(6)由z-U图像可知U1=20 mV时,z1=12.10 mm,U2=60 mV时,z2=13.70 mm,则物体位移大小为Δz=z2-z1=1.60 mm。
5.答案　(1)负极　(2)①A　A　D(或C)　②减小
(3)增大
解析　(1)对调红、黑表笔前,电阻值无穷大,对调红、黑表笔后,红表笔接M,黑表笔接N,此时电阻值相对较小,说明测量的是二极管的正向电阻,由“红进黑出”知,此时黑表笔接二极管的正极,红表笔接二极管的负极,即M端为二极管的负极。
(2)①实验要求电压表和电流表的示数从0开始,所以滑动变阻器采用分压式接法,则L2的另一端应接在A接线柱;由于滑片位于左端,闭合开关后电压表和电流表的示数为0,则L1的另一端应接在A接线柱,L3的另一端应接在D或C接线柱。
②题图中I-U图线的斜率越大,说明光敏电阻的阻值越小,所以由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而减小。
(3)当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,说明三极管没有导通,b、e间的电压即R1两端电压偏小,所以应增大可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光。

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