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第十一部分 交变电流 传感器
第38讲 实验：传感器的简单使用(原卷版)

实验目的
1．知道传感器的作用。
2．观察热敏电阻和光敏电阻的阻值是如何随热信号和光信号而变化的。
二、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______的器件或装置，叫传感器。
2．组成
一般由___________________________三个部分组成。
3．原理学科网ZXXK]
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信号转换成____信号。
4．流程

5．传感器的分类
（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，相应的传感器被称为温度传感器、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。
三、实验器材
热敏电阻、光敏电阻、多用电表、烧杯、温度计、热水、光电计数器、强光源、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、开关等。
四、实验步骤
1．研究热敏电阻的热敏特性
（1）将热敏电阻与欧姆表接成电路，如图所示。

（2）把多用电表置于“_____”，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数。
（3）向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值。
（4）将热水分几次注入烧杯中。测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录。
（5）根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性。

（6）在如图所示坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图象。

（7）根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。
2．研究光敏电阻的光敏特性
（1）将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器如图所示电路连接好，其中多用电表置于欧姆“_____”挡。

（2）先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据。
（3）打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮。观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录。
（4）用手掌（或黑纸）遮光时电阻值又是多少？并记录。
（5）把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性。
光照强度[来源:Zxxk.Com] 弱 中 强 无光照射
电阻/Ω

结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大。
3．光电计数器
（1）连接光电计数器电路。
（2）接通电路和光源，观察计数器的计数情况。
五、传感器的应用
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_______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。
1．(2019·贵阳一模)如图甲所示为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R＝484 Ω，现将其接在u＝220sin100πt(V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据(　　)

A．220 V、100 W B．156 V、50 W
C．110 V、25 W D．311 V、200 W
2．当前，传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，不正确的是(　　)
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器
B．电子体温计中主要是采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
3．(2019·江苏省四星级中学高三上学期一调联考)常见的半导体材料分为P型半导体和N型半导体，P型半导体中导电载流子是空穴(看成带正电)，N型半导体中导电载流子是电子。利用如图所示的方法可以判断半导体材料的类型并测得半导体中单位体积内的载流子数。现测得一块横截面为矩形的半导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在半导体上、下表面间用电压表可测得电压为U，载流子的电荷量为e，则下列判断正确的是(　　)

A．若上表面电势高，则为P型半导体
B．若下表面电势高，则为P型半导体
C．该导体单位体积内的载流子数为
D．该导体单位体积内的载流子数为
4．(2019·广东汕头高三一模)传感器在生活中有很多应用。电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备方面应用广泛，其原理如图所示，质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，但不能上下移动。下列关于该传感器的说法正确的是(　　)

A．当电路中没有电流时，电容器所带电荷量一定都相等
B．当电路中没有电流时，传感器一定处于平衡状态
C．当电路中有顺时针方向的电流时，电容器电容一定增大
D．当电路中有顺时针方向的电流时，传感器可能向左也可能向右运动

要点一 热敏电阻的特性及应用
1.热敏电阻的阻值随着温度升高而减小，随着温度的降低而增大，半导体热敏电阻也可以用作温度传感器.
2. 测定热敏电阻的I－U关系完整曲线，电路要采用“分压式”．
3. 欧姆定律、焦耳定律等都适用于热敏电阻.
要点二 光敏电阻的特性及应用
1. 光敏电阻随光照强度的增加而阻值减小，这种变化是非线性变化．
2.电路设计要符合实际需要，控制电路分压电阻的大小决定了光控开关的灵敏程度.
要点三 压力传感器的特性及应用
压力传感器是利用应变电阻效应，将力学量转换成易于测量的电压量的器件，是最基本的传感器之一，种类很多，应用也很广泛,压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机，压缩机，空调制冷设备等领域。

要点一 热敏电阻的特性及应用
【例题1】某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有：
灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻Rt(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为Rt＝a＋kt，a＞0，k＞0)．
设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作．

(1)按电路图连接好实验器材．
(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(选填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于________(选填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流表________，并在以后的操作中保持滑片位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路．
(3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I，然后断开开关．请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式I＝________________(用题目中给定的符号)．
(4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表。根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________(选填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀？________(选填“是”或“否”)．
针对训练1．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警.提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干.在室温下对系统进行调节.已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.
(1)在下图中完成待调节的报警系统原理电路图的连线.

(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”).
(3)按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片置于______(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________.
②将开关向______(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________.
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用.
要点二 光敏电阻的特性及应用
【例题2】(2019·湖北武汉二模)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。

(1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图a所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线，由此可得到的结论是：______________________。
(2)如图b为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将________(填“A、B”或“C、D”)接照明电路。

(3)请在图c中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(4)已知电源电动势为3 V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0＝20.0 Ω，电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2 cd时，照明电路恰好接通，则图c中定值电阻R定＝________ Ω。(结果保留两位小数)
针对训练2为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U ?I图线，如图乙所示．

(1)根据U ?I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为________ Ω，强光照射时电阻为________ Ω；
(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中____________(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大．若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用______(选填“内接”或“外接”)法进行实验，实验结果较为准确．
要点三 压力传感器的特性及应用
【例题3】(2019·山东聊城期末)用压敏电阻可制成压力传感器，它受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以对汽车称重．经实测，某压力传感器输出电压与力的关系如下表：
压力/
×105 N 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
输出电压/V 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

将该压力传感器水平放置，并和电阻箱R′(最大电阻999.9 Ω)及部分其他器材组成了图(a)所示的电路，闭合开关S，当线圈中的电流I≥20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．已知继电器线圈的电阻为25 Ω，继电器控制电路的电压由传感器的输出电压U提供．(假设U不受继电器电路影响)

(a)

(b)
(1)根据表格中数据，请在图(b)给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图象；
(2)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在________(选填“A、B”或“C、D”)两端；
(3)为使车重G≥3.0×105 N时启动报警系统，则电阻箱R′的电阻应调节到________ Ω；
(4)通过调整电阻箱R′的阻值，可以调整报警车重，能使该装置报警的最小车重为________N.
针对训练3.材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小.若图甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线，其中RF，R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.请按要求完成下列实验.


(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画出实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102 N～0.8×102 N，不考虑压力对电路其他部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：
A.压敏电阻，无压力时阻值R0＝6 000 Ω
B.滑动变阻器R，全电阻阻值约200 Ω
C.电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω
D.电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ
E.直流电源E，电动势3 V，内阻很小
F.开关S，导线若干
(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33 mA，电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为________ V.
(3)此时压敏电阻的阻值为________ Ω；结合图甲可知待测压力的大小F＝________ N.(计算结果均保留两位有效数字)

1. 如图所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器．值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　　)

A．I变大，U变 B．I变大，U变小 C．I变小，U变 D．I变小，U变大
2．酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是(　　)

A．U越大，表示C越大，C与U成正比
B．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比
C．U越大，表示C越小，C与U成反比
D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比
3．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　)

A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显
C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显
4.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)．

5.(2019·潍坊联考)在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用．其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置．

(1)多用电表的选择开关应置于________挡．
(2)向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ℃，适当选择多用电表的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较大．为了较准确地读出此温度下热敏电阻的阻值R2，多用电表的倍率应________．(填“增大”“减小”或“不变”)
6.(2019·郑州模拟)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻Rx和定值电阻R0接在9 V的电源上，电源内阻不计，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：
光强E/cd 1 2 3 4 5
电阻值/Ω 18 9 6 3.6

【“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd)】
(1)当光照强度为4坎德拉(cd)时光敏电阻Rx的大小为________Ω.
(2)其原理是光照增强，光敏电阻Rx阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升．若电源电压不变，R0是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是________(填序号)．


(3)现已知定值电阻R0为12 Ω，用电压表测得光敏电阻两端的电压为3 V，则此时光照强度为多少？
7.热电传感器利用了热敏电阻对温度变化响应很敏感的特性．某学习小组的同学拟探究某种类型的热敏电阻的阻值如何随温度变化．从室温升到80 ℃时，所提供的热敏电阻Rt的阻值变化范围可能是由5 Ω变到1 Ω或由5 Ω变到45 Ω.除热敏电阻外，可供选用的器材如下：
温度计，测温范围－10～100 ℃；
电流表A1，量程3 A，内阻rA＝0.1 Ω；
电流表A2，量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω；
电压表V1，量程6 V，内阻rV＝1.5 kΩ；
电压表V2，量程3 V，内阻约为1 kΩ；
标准电阻，阻值R1＝100 Ω；
滑动变阻器R2，阻值范围0～5 Ω；
电源E，电动势3 V，内阻不计；
开关及导线若干．
(1)甲同学利用如图所示的电路测量室温下热敏电阻的阻值．要使测量效果最好，应选下列________组器材．

A．A1和V1　　 B．A2和V2　　 C．A1和V2
(2)在测量过程中，随着倒入烧杯中的开水增多，热敏电阻的温度升高到80 ℃时，甲同学发现电流表、电压表的示数几乎都不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好)，这说明该热敏电阻的阻值随温度升高而________．(选填“增大”或“减小”)
(3)学习小组的同学根据甲同学的实验，建议他在测量较高温度热敏电阻的阻值时重新设计电路，更换器材．请你在如图所示的虚线框内完成测量温度80 ℃时热敏电阻阻值的实验电路图．

8.对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将RT和两个适当的定值电阻R1、R2连成如图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大．实验中的部分实验数据测量结果如表所示．

温度t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0
RL阻值/Ω 54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7
I/mA 93.3 97.6 102.9 109.7 116.7 125.2 134.2
U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66

回答下列问题：
(1)根据图甲所示的电路，在如图乙所示的实物图上连线．

(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出RL－t关系图线．

(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙所示，电流表的读数为______________，电压表的读数为________．此时等效电阻RL的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．

丙
9.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，g取10 m/s2.请回答：

压力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …

(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A处．
(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，这个人的体重是________ kg.
10.(2019·武汉模拟)如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电．
(1)房卡的作用相当于一个______(填电路元件名称)接在干路上.
(2)如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器．当继电器工作时，cd相吸，ab便接通．请你在图乙中将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路．

11.(2019·湖北武汉二模)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。

(1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图a所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线，由此可得到的结论是：______________________。
(2)如图b为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将________(填“A、B”或“C、D”)接照明电路。

(3)请在图c中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(4)已知电源电动势为3 V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0＝20.0 Ω，电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2 cd时，照明电路恰好接通，则图c中定值电阻R定＝________ Ω。(结果保留两位小数)


　
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第十一部分 交变电流 传感器
第38讲 实验：传感器的简单使用(解析版)


1、认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件．
2、了解传感器在技术上的简单应用．

1、实验目的
1．知道传感器的作用。
2．观察热敏电阻和光敏电阻的阻值是如何随热信号和光信号而变化的。
二、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．原理学科网ZXXK]
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．传感器的分类
（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，相应的传感器被称为温度传感器、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。
三、实验器材
热敏电阻、光敏电阻、多用电表、烧杯、温度计、热水、光电计数器、强光源、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、开关等。
四、实验步骤
1．研究热敏电阻的热敏特性
（1）将热敏电阻与欧姆表接成电路，如图所示。

（2）把多用电表置于“欧姆挡”，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数。
（3）向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值。
（4）将热水分几次注入烧杯中。测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录。
（5）根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性。

（6）在如图所示坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图象。

（7）根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。
2．研究光敏电阻的光敏特性
（1）将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器如图所示电路连接好，其中多用电表置于欧姆“×100”挡。

（2）先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据。
（3）打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮。观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录。
（4）用手掌（或黑纸）遮光时电阻值又是多少？并记录。
（5）把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性。
光照强度[来源:Zxxk.Com] 弱 中 强 无光照射
电阻/Ω
结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大。
3．光电计数器
（1）连接光电计数器电路。
（2）接通电路和光源，观察计数器的计数情况。
五、传感器的应用
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。

1．(2019·贵阳一模)如图甲所示为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R＝484 Ω，现将其接在u＝220sin100πt(V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据(　　)

A．220 V、100 W B．156 V、50 W
C．110 V、25 W D．311 V、200 W
【答案】　B
【解析】　由图象根据有效值的定义可得×＋0＝×T，解得：U＝＝110 V≈156 V，电热毯在保温状态下消耗的电功率为P＝＝( W＝50 W，B正确。
2．当前，传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，不正确的是(　　)
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器
B．电子体温计中主要是采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
【答案】C
【解析】电视机对无线遥控信号的接收主要是接收红外线，选项A正确；电子体温计最核心的元件就是感知温度的NTC温度传感器，电子体温计是利用温度传感器输出电信号，再将电流信号转换成液晶数字显示温度，选项B正确；电脑所用的光电鼠标主要是采用光电传感器，选项C错误；电子秤中主要是采用了应变片，属于力电传感器，选项D正确.
3．(2019·江苏省四星级中学高三上学期一调联考)常见的半导体材料分为P型半导体和N型半导体，P型半导体中导电载流子是空穴(看成带正电)，N型半导体中导电载流子是电子。利用如图所示的方法可以判断半导体材料的类型并测得半导体中单位体积内的载流子数。现测得一块横截面为矩形的半导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在半导体上、下表面间用电压表可测得电压为U，载流子的电荷量为e，则下列判断正确的是(　　)

A．若上表面电势高，则为P型半导体 B．若下表面电势高，则为P型半导体
C．该导体单位体积内的载流子数为 D．该导体单位体积内的载流子数为
【答案】　AD
【解析】　若为P型半导体，即导电载流子是空穴，由左手定则可知，空穴受到的洛伦兹力向上，则上表面电势高，若为N型半导体，即导电载流子是电子，由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向上，则下表面电势高，故A正确，B错误；根据e＝evB，I＝neSv＝nebdv，得n＝＝，故C错误，D正确
4．(2019·广东汕头高三一模)传感器在生活中有很多应用。电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备方面应用广泛，其原理如图所示，质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，但不能上下移动。下列关于该传感器的说法正确的是(　　)

A．当电路中没有电流时，电容器所带电荷量一定都相等
B．当电路中没有电流时，传感器一定处于平衡状态
C．当电路中有顺时针方向的电流时，电容器电容一定增大
D．当电路中有顺时针方向的电流时，传感器可能向左也可能向右运动
【答案】　CD
【解析】　当电路中没有电流时，说明电容器处于稳定状态，因电容器的电压不变，根据电容器的电容公式C＝，当电介质插入极板间深度不一，即εr大小不同时，则电容器电容也不同，因此电容器所带电荷量也不相等，故A错误；当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹簧弹力大小不变，则电容器的电容不变，因电容器两极板的电压不变，则电容器所带的电荷量不变，此时电路中没有电流，故B错误；当电路中有顺时针方向的电流时，说明电容器处于充电状态，根据Q＝CU可知，电容器的电容在增大，故C正确；当电路中有顺时针方向的电流时，电容器的电容在增大，则插入极板间电介质加深，所以传感器可能向左减速，也可能向右加速，故D正确。

要点一 热敏电阻的特性及应用
1.热敏电阻的阻值随着温度升高而减小，随着温度的降低而增大，半导体热敏电阻也可以用作温度传感器.
2. 测定热敏电阻的I－U关系完整曲线，电路要采用“分压式”．
3. 欧姆定律、焦耳定律等都适用于热敏电阻.
要点二 光敏电阻的特性及应用
1. 光敏电阻随光照强度的增加而阻值减小，这种变化是非线性变化．
2.电路设计要符合实际需要，控制电路分压电阻的大小决定了光控开关的灵敏程度.
要点三 压力传感器的特性及应用
压力传感器是利用应变电阻效应，将力学量转换成易于测量的电压量的器件，是最基本的传感器之一，种类很多，应用也很广泛,压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机，压缩机，空调制冷设备等领域。

要点一 热敏电阻的特性及应用
【例题1】某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有：
灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻Rt(PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为Rt＝a＋kt，a＞0，k＞0)．
设计电路图如图所示，并按如下步骤进行操作．

(1)按电路图连接好实验器材．
(2)将滑动变阻器滑片P滑到________(选填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于________(选填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流表________，并在以后的操作中保持滑片位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路．
(3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I，然后断开开关．请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式I＝________________(用题目中给定的符号)．
(4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表。根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________(选填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀？________(选填“是”或“否”)．
【答案】 (2)a　c　满偏　(3)　(4)右　否
【解析】 (2)分析电路可知滑动变阻器为限流式接法，所以闭合开关前，使它的阻值处于最大值状态，即将滑片P滑到a端．为了设计表盘刻度，应使开关掷于c处，调节滑片，使电流表满偏．
(3)把开关置于d端，根据闭合电路欧姆定律得I＝，又Rt＝a＋kt，联立得出电流与温度的关系式为I＝.
(4)因为Rt＝a＋kt(且a＞0，k＞0)，所以温度越低，电阻越小，回路中I越大，所以低温度刻度在右侧，由(3)中关系式可知电流与温度不是线性关系，所以刻度线分布不均匀．
针对训练1．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警.提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干.在室温下对系统进行调节.已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.
(1)在下图中完成待调节的报警系统原理电路图的连线.

(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”).
(3)按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片置于______(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是________.
②将开关向______(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________.
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用.
【答案】(1)见解析图　(2)R2 (3)①650.0　b　接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏　②c　报警器开始报警
【解析】(1)先用电阻箱替代热敏电阻，连接成闭合回路进行调试.电路图连接如图所示.

(2)当电路中电流Ic＝10 mA时，根据闭合电路欧姆定律有Ic＝，解得R总＝1 800 Ω，此时热敏电阻的阻值为650 Ω，则滑动变阻器的阻值为1 150 Ω，所以滑动变阻器选R2.
(3)①当热敏电阻阻值小于650 Ω时，报警器就会报警，用电阻箱替代热敏电阻进行调节，应把电阻箱的阻值调到650 Ω.若接通电源后电路中的电流过大(超过20 mA)，报警器就会损坏，电流越小越安全，所以为了电路安全，闭合开关前滑片应置于b端.
②用电阻箱替代热敏电阻进行调试，应将开关向c端闭合，开关闭合后要减小电路中的电阻直至报警器报警.
要点二 光敏电阻的特性及应用
【例题2】(2019·湖北武汉二模)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。

(1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图a所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线，由此可得到的结论是：______________________。
(2)如图b为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将________(填“A、B”或“C、D”)接照明电路。

(3)请在图c中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(4)已知电源电动势为3 V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0＝20.0 Ω，电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2 cd时，照明电路恰好接通，则图c中定值电阻R定＝________ Ω。(结果保留两位小数)
【答案】　(1)随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值减小得越来越慢
(2)C、D　(3)图见解析　(4)18.95
【解析】　(1)由题图a可得到的结论是：随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值减小得越来越慢。
(2)由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁上的线圈连接的是控制电路，触头S连接的是工作电路，故工作时，应将C、D接照明电路。
(3)要想使照明电路正常工作，需要在光照弱时，使电磁铁线圈中电流足够大，而此时光敏电阻阻值较大，因此必须使用并联电路，且定值电阻位于干路，起到保护电路的作用。则实物电路的连接如图。

(4)由于电源内阻极小，故U控≈E电＝3 V，电磁铁两端电压U0＝I0R0＝50×10－3×20.0＝1 V，故定值电阻两端电压U定＝U控－U0＝2 V；当光强E＝2cd时，光敏电阻的阻值R＝18.0 Ω，通过光敏电阻的电流I＝＝ A，故通过定值电阻的电流I＝I0＋I，则R定＝＝ Ω≈18.95 Ω。
针对训练2为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U ?I图线，如图乙所示．

(1)根据U ?I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为________ Ω，强光照射时电阻为________ Ω；
(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中____________(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大．若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用______(选填“内接”或“外接”)法进行实验，实验结果较为准确．
【答案】　(1)3 000　200　(2)强光照射时　外接
【解析】　(1)光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，结合图乙知正常光照射时R1＝＝＝3 000 Ω，强光射时R2＝＝＝200 Ω；(2)实验电路采用的是毫安表内接法，测得的结果比真实值偏大，当待测电阻远大于毫安表电阻时实验误差较小，所以强光照射时误差较大；强光照射时采用毫安表外接法实验结果较为准确．
针对训练3．一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不产生臭氧．现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 Ω、黑暗时为1 000 Ω、允许通过的最大电流为3 mA；电源E的电压为36 V、内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100 Ω、允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S和导线若干．
臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图10－3－4所示．
设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B(电路图画在方框内)．
【答案】见解析
【解析】　为了能控制臭氧发生器，应该使用滑动变阻器的分压式连接，有光照时P能正常工作，无光照时P不工作．

要点三 压力传感器的特性及应用
【例题3】(2019·山东聊城期末)用压敏电阻可制成压力传感器，它受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以对汽车称重．经实测，某压力传感器输出电压与力的关系如下表：
压力/
×105 N 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
输出电压/V 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
将该压力传感器水平放置，并和电阻箱R′(最大电阻999.9 Ω)及部分其他器材组成了图(a)所示的电路，闭合开关S，当线圈中的电流I≥20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．已知继电器线圈的电阻为25 Ω，继电器控制电路的电压由传感器的输出电压U提供．(假设U不受继电器电路影响)

(a)

(b)
(1)根据表格中数据，请在图(b)给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图象；
(2)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在________(选填“A、B”或“C、D”)两端；
(3)为使车重G≥3.0×105 N时启动报警系统，则电阻箱R′的电阻应调节到________ Ω；
(4)通过调整电阻箱R′的阻值，可以调整报警车重，能使该装置报警的最小车重为________N.
【答案】 (1)图见解析　(2)C、D　(3)100　(4) 6.0×104
【解析】　(1)横坐标表示压力，纵坐标表示输出电压，对应表中数据，绘制图象如图所示．

(2)当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在C、D之间；(3)从图中可知当FN＝3.0×105 N时U＝2.5 V，而使得电磁继电器的衔铁被吸合的最小电流为20 mA，故电路总电阻R总＝ Ω＝125 Ω，所以电阻箱接入电路的阻值R′＝R总－R线＝125 Ω－25 Ω＝100 Ω；(4)因为使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I＝20 mA＝0.02 A，继电器线圈的电阻R线＝25 Ω，所以要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为U最小＝IR线＝0.02 A×25 Ω＝0.5 V，由图象可知，输出电压为0.5 V时，对应的压力为6.0×104 N.
针对训练4.材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小.若图甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线，其中RF，R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.请按要求完成下列实验.


(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画出实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102 N～0.8×102 N，不考虑压力对电路其他部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：
A.压敏电阻，无压力时阻值R0＝6 000 Ω
B.滑动变阻器R，全电阻阻值约200 Ω
C.电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω
D.电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ
E.直流电源E，电动势3 V，内阻很小
F.开关S，导线若干
(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33 mA，电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为________ V.
(3)此时压敏电阻的阻值为________ Ω；结合图甲可知待测压力的大小F＝________ N.(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】见解析图　(2)2.00　(3)1.5×103　60
【解析】(1)根据题述对实验电路的要求，应该采用分压式接法、电流表内接的电路，原理图如图所示.

(2)根据电压表读数规则，电压表读数为2.00 V.
(3)由欧姆定律，此时压敏电阻的阻值为RF＝－RA≈1.5×103 Ω，＝4，由题图甲可知，对应的待测压力F＝60 N.

1. 如图所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器．值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　　)

A．I变大，U变 B．I变大，U变小 C．I变小，U变 D．I变小，U变大
【答案】C
【解析】半导体热敏电阻，温度越高，电阻越小，干路电流就越大，由U＝E－I总r知U将减小；由U1＝I总R1知R1两端电压将增大，由U并＝U－U1知U并减小，由I＝知I将减小，故C选项正确．
2．酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是(　　)

A．U越大，表示C越大，C与U成正比B．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比
C．U越大，表示C越小，C与U成反比 D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比
【答案】B.
【解析】设二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻为Rx，由闭合电路欧姆定律得，干路的电流I＝，电压表示数U＝IR0＝，而RxC＝k(定值)，由以上关系式可见U越大，表示C越大，但是C与U不成正比，故B项正确．
3．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　)

A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显
C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显
【答案】C.
【解析】：当RM变大时，回路的总电阻R总变大，根据I总＝，得干路中的电流变小，S两端的电压U＝I总RS变小，故选项A、B错误；当RM变小时，回路的总电阻R总＝＋RS变小，根据I总＝，得干路中的电流变大，S两端的电压U＝I总RS变大，而且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项C正确，选项D错误．
4.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)．

【答案】增强　敏感
【解析】由题图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏感．
5.(2019·潍坊联考)在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用．其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置．

(1)多用电表的选择开关应置于________挡．
(2)向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ℃，适当选择多用电表的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较大．为了较准确地读出此温度下热敏电阻的阻值R2，多用电表的倍率应________．(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】欧姆　减小
【解析】用多用电表研究热敏特性实验实质是测量电阻，所以选择欧姆挡．多用电表的指针偏转角度较大，说明电阻较小，为了较准确地读出此温度下热敏电阻的阻值R2，多用电表的倍率应减小．
6.(2019·郑州模拟)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻Rx和定值电阻R0接在9 V的电源上，电源内阻不计，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：
光强E/cd 1 2 3 4 5
电阻值/Ω 18 9 6 3.6
【“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd)】
(1)当光照强度为4坎德拉(cd)时光敏电阻Rx的大小为________Ω.
(2)其原理是光照增强，光敏电阻Rx阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升．若电源电压不变，R0是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是________(填序号)．


(3)现已知定值电阻R0为12 Ω，用电压表测得光敏电阻两端的电压为3 V，则此时光照强度为多少？
【答案】 (1)4.5　(2)C　(3)3 cd
【解析】 (1)由表格数据可知，光敏电阻Rx与光强E的乘积均为18 Ω·cd不变，则当E＝4 cd时，光敏电阻的阻值：Rx＝＝4.5 Ω.
(2)由题意可知，光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接，光照增强时，光敏电阻Rx阻值减小，电路中的总电阻减小，由I＝可知，电路中的电流增大，由U＝IR可知，R0两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以Rx两端的电压减小，反之光照减弱时，光敏电阻Rx阻值增大，R0两端的电压减小，Rx两端的电压增大，则玻璃并联在R0两端时不符合，玻璃并联在Rx两端时符合，故A项错误，C项正确；若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，故B、D项错误．
(3)当R0＝12 Ω，光敏电阻两端的电压Ux＝3 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，R0两端的电压：U0＝U－Ux＝9 V－3 V＝6 V，因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流I＝＝，即＝，解得R′x＝6 Ω，此时光照强度E′＝＝3 cd.
7.热电传感器利用了热敏电阻对温度变化响应很敏感的特性．某学习小组的同学拟探究某种类型的热敏电阻的阻值如何随温度变化．从室温升到80 ℃时，所提供的热敏电阻Rt的阻值变化范围可能是由5 Ω变到1 Ω或由5 Ω变到45 Ω.除热敏电阻外，可供选用的器材如下：
温度计，测温范围－10～100 ℃；
电流表A1，量程3 A，内阻rA＝0.1 Ω；
电流表A2，量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω；
电压表V1，量程6 V，内阻rV＝1.5 kΩ；
电压表V2，量程3 V，内阻约为1 kΩ；
标准电阻，阻值R1＝100 Ω；
滑动变阻器R2，阻值范围0～5 Ω；
电源E，电动势3 V，内阻不计；
开关及导线若干．
(1)甲同学利用如图所示的电路测量室温下热敏电阻的阻值．要使测量效果最好，应选下列________组器材．

A．A1和V1　　 B．A2和V2　　 C．A1和V2
(2)在测量过程中，随着倒入烧杯中的开水增多，热敏电阻的温度升高到80 ℃时，甲同学发现电流表、电压表的示数几乎都不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好)，这说明该热敏电阻的阻值随温度升高而________．(选填“增大”或“减小”)
(3)学习小组的同学根据甲同学的实验，建议他在测量较高温度热敏电阻的阻值时重新设计电路，更换器材．请你在如图所示的虚线框内完成测量温度80 ℃时热敏电阻阻值的实验电路图．

【答案】 (1)B　(2)增大　(3)图见解析
【解析】 (1)由于电池电动势为3 V，电压表选择3 V量程，电流表选择0.6 A量程的即可，选项B正确．
(2)热敏电阻的温度升高到80 ℃时，甲同学发现电流表、电压表的示数几乎都不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好)，这说明此温度下热敏电阻的阻值远大于滑动变阻器电阻，即该温度电阻为45欧姆，所以该热敏电阻的阻值随温度升高而增大．
(3)测量温度80 ℃时热敏电阻阻值的实验电路图应该设计成滑动变阻器分压接法．该温度下电阻约为45欧姆，通过的电流很小，不能采用电流表测量电流．可以采用已知内阻的电压表和定值电阻并联作为电流表．电路如图．

8.对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将RT和两个适当的定值电阻R1、R2连成如图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大．实验中的部分实验数据测量结果如表所示．

温度t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0
RL阻值/Ω 54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7
I/mA 93.3 97.6 102.9 109.7 116.7 125.2 134.2
U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66
回答下列问题：
(1)根据图甲所示的电路，在如图乙所示的实物图上连线．

(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出RL－t关系图线．

(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙所示，电流表的读数为______________，电压表的读数为________．此时等效电阻RL的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．

丙
【答案】 (1)连线如图所示

(2)RL－t关系图线如图所示

(3)115 mA　5.00 V　43.5 Ω　62.5 ℃
【解析】：(3)因为电流表的最小刻度为5 mA，故读数时只需要精确到1 mA，所以电流表的读数为115 mA，而电压表的最小刻度为0.1 V，故读数时要估读到0.01 V，所以电压表的读数为5.00 V．等效电阻RL＝≈43.5 Ω，结合RL－t图象可知热敏电阻所处环境的温度约为62.5 ℃.
9.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，g取10 m/s2.请回答：

压力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A处．
(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，这个人的体重是________ kg.
【答案】 (1)1.6×10－2　(2)50
【解析】：(1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R＝300 Ω，此时A中电流I＝＝ A＝1.6×10－2 A.
(2)当电流I＝20 mA＝20×10－3 A时，压力传感器的电阻R＝＝ Ω＝240 Ω，对应表格中，这个人的质量为50 kg.
10.(2019·武汉模拟)如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电．
(1)房卡的作用相当于一个______(填电路元件名称)接在干路上.
(2)如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器．当继电器工作时，cd相吸，ab便接通．请你在图乙中将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路．

【答案】　(1)电键　(2)图见解析
【解析】　(1)房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当干路上的电键；(2)将干簧管与电源E、线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电流接成回路，构成正常的电门卡电路，电路如图所示．

11.(2019·湖北武汉二模)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。

(1)光强(E)是表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉(cd)。如图a所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线，由此可得到的结论是：______________________。
(2)如图b为电磁继电器的构造示意图，其中L为含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工作时，应将________(填“A、B”或“C、D”)接照明电路。

(3)请在图c中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
(4)已知电源电动势为3 V，内阻很小，电磁铁线圈电阻R0＝20.0 Ω，电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2 cd时，照明电路恰好接通，则图c中定值电阻R定＝________ Ω。(结果保留两位小数)
【答案】　(1)随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值减小得越来越慢
(2)C、D　(3)图见解析　(4)18.95
【解析】　(1)由题图a可得到的结论是：随着光照强度的增加，光敏电阻的阻值减小得越来越慢。
(2)由电磁继电器的工作原理可知，电磁铁上的线圈连接的是控制电路，触头S连接的是工作电路，故工作时，应将C、D接照明电路。
(3)要想使照明电路正常工作，需要在光照弱时，使电磁铁线圈中电流足够大，而此时光敏电阻阻值较大，因此必须使用并联电路，且定值电阻位于干路，起到保护电路的作用。则实物电路的连接如图。

(4)由于电源内阻极小，故U控≈E电＝3 V，电磁铁两端电压U0＝I0R0＝50×10－3×20.0＝1 V，故定值电阻两端电压U定＝U控－U0＝2 V；当光强E＝2cd时，光敏电阻的阻值R＝18.0 Ω，通过光敏电阻的电流I＝＝ A，故通过定值电阻的电流I＝I0＋I，则R定＝＝ Ω≈18.95 Ω。





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