專題12.3實(shí)驗(yàn)十三：傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用

8練基礎(chǔ)

i.如圖甲所示為一利用光敏電阻測(cè)量?jī)?chǔ)液罐中液面高度裝置的示意圖。當(dāng)罐中裝滿液體時(shí)，液面與出液

口高度差為〃，罐外有一豎直放置的管，管內(nèi)一側(cè)有沿豎直線排列的多個(gè)光敏電阻，另一側(cè)有一列光強(qiáng)穩(wěn)

定的光源。液面上一浮塊與一塊遮光板通過(guò)定滑輪相連，遮光板可隨浮塊的升降在管內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，光敏電

阻的總長(zhǎng)度和遮光板的總長(zhǎng)度都為鼠當(dāng)儲(chǔ)液罐內(nèi)裝滿液體時(shí)，遮光板的上沿與最下面的光敏電阻的下邊

緣等高，管內(nèi)的光均勻地照射在光敏電阻上，光敏電阻和儀表相連?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)一電路以利用上述裝置測(cè)

量液面的高度。

為將問(wèn)題簡(jiǎn)化，假設(shè)管內(nèi)只有3個(gè)光敏電阻必、及、R3,分別位于管的上端、下端和中央；它們的暗電阻

均為R=10k。，被管內(nèi)光源照亮?xí)r電阻均為R=1.0kQ。給定的儀器還有：直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為9V,電

阻不計(jì)），3個(gè)定值電阻，阻值分別為&=2.5kQ,R5=1.8kQ,R6=1.5k。；電壓表V（量程為0~3V,內(nèi)阻

可視為無(wú)窮大），開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

要求：當(dāng)罐內(nèi)裝滿液體時(shí)，電壓表恰好為滿量程。

（1）如圖乙所示為某次電壓表的示數(shù)為V。

（2）選擇合適的定值電阻，在如圖丙所示虛線框內(nèi)畫出電路圖，并用題中給定的符號(hào)標(biāo)明圖中各元件

（3）液面與出液口等高時(shí)電壓表的示數(shù)為V。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）若管內(nèi)的光強(qiáng)變暗,使得光敏電阻被照亮?xí)r的阻值變?yōu)?.2kQ,則定值電阻的阻值應(yīng)變?yōu)閗。，

便可達(dá)到題目要求。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

2.小明設(shè)計(jì)了一種“自動(dòng)限重器”，如圖甲所示。該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼

電器、貨物裝載機(jī)（實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)）、壓敏電阻R/和滑動(dòng)變阻器&等。壓敏電阻R/的阻值隨壓力產(chǎn)變化

的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)貨架承受的壓力達(dá)到限定值，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制貨物裝載機(jī)停止向貨架上擺放

物品。已知控制電路的電源電壓U=6V,電磁繼電器線圈的阻值忽略不計(jì)。請(qǐng)你解答下列問(wèn)題:

240’園/C

o_(Q^—o200

貨物裝載機(jī)160

120

，貨架,80

40

o

2004006008001000/7N

(1)由圖乙的圖象可知，隨著壓力廠的增大，壓敏電阻R/的阻值將。

(2)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的電路連接完整。()

(3)隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將,當(dāng)電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA

時(shí)，銜鐵被吸下。若貨架能承受的最大壓力為800N,則所選滑動(dòng)變阻器&的最大阻值至少為Qo

3.傳感器在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科技中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如圖甲是一個(gè)壓力傳感器設(shè)計(jì)電路，要求從

表盤上直接讀出壓力大小，其中凡是保護(hù)電阻，&是調(diào)零電阻(總電阻2000),理想電流表量程為10mA,

電源電動(dòng)勢(shì)E=10V(內(nèi)阻不計(jì))，壓敏電阻的阻值R與所受壓力大小廠的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖乙所示。

(1)有三個(gè)規(guī)格的保護(hù)電阻，與應(yīng)選的是(填選項(xiàng)前的序號(hào))。

A.200QB.400QC.800Q

(2)選取、安裝保護(hù)電阻后，要對(duì)壓力傳感器進(jìn)行調(diào)零，調(diào)零電阻&應(yīng)調(diào)為Qo

(3)現(xiàn)對(duì)表盤進(jìn)行重新賦值，原2mA刻度線應(yīng)標(biāo)注N?

(4)由于電池老化，電動(dòng)勢(shì)降為9.8V,傳感器壓力讀數(shù)會(huì)出現(xiàn)偏差，如果某次使用時(shí)，先調(diào)零、后測(cè)量，

讀出壓力為1000N,此時(shí)電流大小為_(kāi)______mA,實(shí)際壓力大小為No

4.學(xué)習(xí)了傳感器之后，某物理興趣小組找到了一個(gè)熱敏電阻R,想利用熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小

的特點(diǎn)來(lái)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫度計(jì)。興趣小組查到了該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的一些信息如圖甲所示。

他們準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材如下：干電池(電動(dòng)勢(shì)為L(zhǎng)5V,內(nèi)阻不計(jì))，毫安表(量程為10mA、內(nèi)阻以為30Q),

滑動(dòng)變阻器與，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）若直接將干電池、開(kāi)關(guān)、毫安表、熱敏電阻R串接成一個(gè)電路作為測(cè)溫裝置，則該電路能測(cè)得的最

高溫度為℃。

（2）現(xiàn)在該興趣小組想讓測(cè)溫范圍大一些，使該電路能測(cè)得的最高溫度為他們又設(shè)計(jì)了如圖乙所

示的電路圖，并進(jìn)行了如下操作:

a.將該熱敏電阻R做防水處理后放入100℃的沸水中，一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可以使毫安

表指針滿偏，則調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器均應(yīng)為

b.保持滑動(dòng)變阻器K接入電路的電阻不變，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中找來(lái)了一瓶水，把熱敏電阻R放入水中，一

段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)毫安表的示數(shù)為8.0mA,則測(cè)得水的溫度為°C。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

c.毫安表的電流值單位：mA）和溫度單位：°C）的關(guān)系式為o

d.根據(jù)關(guān)系式將毫安表刻度盤上的電流值改寫為溫度值。

5.某些固體材料受到外力作用后，除了產(chǎn)生形變，其電阻率也會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”。已

知某壓敏電阻的阻值號(hào)的變化范圍為幾十歐姆到幾百歐姆，某實(shí)驗(yàn)小組在室溫下用伏安法探究壓敏電阻阻

值Rx隨壓力下變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選擇；

A.壓敏電阻（無(wú)壓力時(shí)，阻值q=400C）；

B.直流電源（電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì)）；

C.電流表A（量程為0~10011次，內(nèi)阻不計(jì)）;

D.電壓表V（量程為0?3V,內(nèi)阻為4k。）；

E.定值電阻K=3kQ

F.滑動(dòng)變阻器R（最大阻值約50。）

C.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干。

（1）某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲實(shí)驗(yàn)電路原理圖，請(qǐng)?jiān)趫D乙中將實(shí)物連線圖補(bǔ)充完整。（)

（2）某次壓力測(cè)試，在電阻咫上施加力R閉合開(kāi)關(guān)S,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U和/,則壓敏

電阻的阻值為o

（3）改變尸的大小，測(cè)得不同的Rx值，繪成如圖丙所示的凡-尸圖像，其斜率為左，尺和壓力廠的關(guān)系

式為R,=（用E和％表示）o

（4）按圖甲實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表保持滿偏，在電阻質(zhì)上施加力「當(dāng)電流表滿

偏時(shí)，壓力尸為N（結(jié)果保留到個(gè)位數(shù)）。

6.傳感器可以感受光強(qiáng)、溫度、力、磁感應(yīng)強(qiáng)度等非電學(xué)量，并把它們轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的電

學(xué)量輸出。

（1）熱敏電阻常用于溫度控制或過(guò)熱保護(hù)裝置中，在圖甲中，熱敏電阻的阻值隨溫度變化對(duì)應(yīng)的圖線是

（選填“1”或“2”）線。

（2）利用壓敏電阻制作的傳感器，可用于設(shè)計(jì)制作“車輛闖紅燈違規(guī)記錄儀”，儀器主要由控制電路和工作

電路組成，如圖乙所示，控制電路中的光控開(kāi)關(guān)接收到紅光時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，接收到綠光或黃光時(shí)會(huì)自動(dòng)斷

開(kāi)。將控制電路中的壓敏電阻埋在路面停止線前側(cè)，壓敏電阻阻值隨壓力的變化如圖丙所示?？刂齐娐分?/p>

電源的電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻為1Q,繼電器線圈電阻為90,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為500；當(dāng)控制電

路中的電流大于0.06A時(shí)，銜鐵會(huì)被吸引，從而啟動(dòng)工作電路，電控照相機(jī)拍照記錄違規(guī)車輛。

工作電路

銜（一〒電控照相機(jī)

壓敏電阻

繼電器光控開(kāi)關(guān)

L41abJ

控制電路

乙

①當(dāng)紅燈亮?xí)r，若車輛越過(guò)停止線，電流表A的示數(shù)會(huì)變（選填“小”或"大”）。

②只有車輛對(duì)壓敏電阻的壓力超過(guò)N后，車輛闖紅燈時(shí)才會(huì)被拍照記錄。

7.熱敏電阻是一種常見(jiàn)的感溫元件。小明利用熱敏電阻自制了一簡(jiǎn)易溫度計(jì)，其內(nèi)部電路由一個(gè)電動(dòng)勢(shì)

為3V、內(nèi)阻為5。的直流電源，一個(gè)量程為30mA、內(nèi)阻為5。的毫安表，一個(gè)阻值為10Q的定值電阻?

和一個(gè)熱敏電阻構(gòu)成，如圖所示。已知所用熱敏電阻阻值R隨溫度/變化的圖像如圖所示。

（1）閉合開(kāi)關(guān)S,該溫度計(jì)開(kāi)始工作，當(dāng)毫安表示數(shù)為3.0mA時(shí)，待測(cè)物溫度為℃o

（2）在圖中的電流表表盤刻度上標(biāo)記溫度值，下列說(shuō)法正確的是

A.10mA處標(biāo)記的溫度高于20mA處標(biāo)記的溫度

B.10mA處標(biāo)記的溫度低于20mA處標(biāo)記的溫度

C.毫安表相鄰刻度對(duì)應(yīng)溫度的示數(shù)是均勻的

D.毫安表相鄰刻度對(duì)應(yīng)溫度的示數(shù)是不均勻的

8.炎熱的夏季，養(yǎng)殖戶用自動(dòng)控溫通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行控溫。要求當(dāng)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的溫度升高到27℃時(shí)，

通風(fēng)系統(tǒng)立即啟動(dòng)。某同學(xué)設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)工作原理如圖甲所示：虛線框內(nèi)的兩接線柱間接測(cè)溫電阻Rr。

當(dāng)以兩端的電壓升高到3V時(shí)，控制電路恰能啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，低于3V時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)立即停止工作。

提供的器材為：

直流電源（電動(dòng)勢(shì)E=5V,內(nèi)阻忽略不計(jì)）；

電阻箱R/、&（阻值范圍均為。?99999.9。）；

控制電路模塊（電阻可視為無(wú)窮大）；

兩測(cè)溫電阻以7、Rn（工作特性分別如圖乙、丙所示）。

根據(jù)原理，選擇器材，并完成調(diào)試：

（1）圖甲中測(cè)溫電阻應(yīng)選用（選填“即”或“打2”）；

（2）接好測(cè)溫電阻后，為實(shí)現(xiàn)27℃時(shí)開(kāi)啟通風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試，先將開(kāi)關(guān)K2撥到觸點(diǎn)6,并將電

阻箱上的阻值調(diào)至k。、電阻箱R/的阻值調(diào)至kQ,再閉合開(kāi)關(guān)Ki,測(cè)試通風(fēng)系統(tǒng)能否正常

工作。若能正常工作，再將開(kāi)關(guān)K2撥回觸點(diǎn)。即可。（本問(wèn)結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）若長(zhǎng)時(shí)間使用電阻箱以老化后的電阻率會(huì)變大，若不對(duì)其阻值進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)再次啟動(dòng)時(shí)，

養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的實(shí)際溫度要（選填"高”或“低”）于設(shè)定的啟動(dòng)溫度27℃。

囤練提升

1.（2022?山西?懷仁市第一中學(xué)校模擬）為了建設(shè)安全校園，某校物理教師帶領(lǐng)學(xué)生興趣小組，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。如圖所示（a）為他

們?cè)O(shè)計(jì)的原理圖，R。為光敏電阻（阻值隨亮度的增加而減小），以為滑動(dòng)變阻器，電磁繼電器的銜鐵由軟

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

圖(a)

（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)大喊“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，Ro從正午最亮到夜晚最暗的

阻值變化范圍為50?200。，尺2約為5。，直流電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻廠約為1Q,現(xiàn)有三個(gè)最大電阻阻值

分別為100。、300Q.3000。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。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)銜鐵吸下，請(qǐng)你在圖（b）的虛線

框中用筆畫線代替導(dǎo)線重新連接直流電路中c、d、e、f、g、〃各點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)目標(biāo)。

2.（2022?湖南?長(zhǎng)郡中學(xué)模擬）某實(shí)驗(yàn)小組要利用熱敏電阻制作一個(gè)溫度計(jì)，設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲所示。

實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:

A.電源6（電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻不計(jì)）

B.電源E2（電動(dòng)勢(shì)為6.0V,內(nèi)阻不計(jì)）

C.電壓表V（量程為3V,內(nèi)阻為18000）

D.定值電阻飛（阻值為200。）

E.定值電阻&（阻值為1000。）

F.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

所用熱敏電阻&的阻值隨溫度變化的數(shù)據(jù)如下表:

t/℃20.030.040.050.060.070.080.0

//。900.0725.0486.0360.0293.0252.0220.0

（1）為使20℃~80℃范圍內(nèi)的溫度在電壓表的表盤上有最佳顯示，電源應(yīng)選用，定值電阻&應(yīng)

選用（填器材前的字母序號(hào)）；

（2）請(qǐng)?jiān)谌鐖D乙所示的電壓表表盤上標(biāo)出20℃、50℃、70℃對(duì)應(yīng)的位置。（）

3.（2022.重慶市江津第八中學(xué)校模擬）半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會(huì)隨壓力變化

而改變?，F(xiàn)有A和B兩個(gè)壓力傳感器：

（1）利用如圖甲所示的電路測(cè)量傳感器在不同壓力下的阻值品，其阻值約幾十千歐，實(shí)驗(yàn)室提供以下器

電源電動(dòng)勢(shì)為3V

電流表A（量程250HA,內(nèi)阻約為50。）

電壓表V（量程3V,內(nèi)阻約為20k。）

滑動(dòng)變阻器&（阻值0~100。）

為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，開(kāi)關(guān)應(yīng)該接（填“①”或“②”），開(kāi)關(guān)S?應(yīng)該接（填“③”

或“④”）。

（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得A和B兩個(gè)壓力傳感器的阻值品隨壓力廠變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。利用壓力傳感器設(shè)

計(jì)了自動(dòng)報(bào)警分揀裝置如圖丙所示，圖中區(qū)為壓力傳感器，R為滑動(dòng)變阻器，電源電動(dòng)勢(shì)為6V（內(nèi)阻不

計(jì)）。當(dāng)蜂鳴器（可視為斷路）兩端的電壓大于3V時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)。分揀時(shí)將質(zhì)量不同的物體用傳送帶運(yùn)

送到壓力傳感器上，若要將質(zhì)量超過(guò)Q40kg的貨物實(shí)現(xiàn)報(bào)警分揀，則（填“A”或"B”）壓力傳

2

感器的靈敏度更高（靈敏度指電阻值隨壓力的變化率，g=10m/s）o

60.0

50.0

40.0

30.0

20.0

10.0

乙

（3）仍用圖丙所示的自動(dòng)報(bào)警分揀裝置，某次分揀產(chǎn)品時(shí)選擇B壓力傳感器，若R調(diào)為50kQ,該分揀裝

置可以實(shí)現(xiàn)將質(zhì)量超過(guò)kg的物品進(jìn)行分揀（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），若要分揀質(zhì)量更大的物

4.（2022?湖北?恩施市第一中學(xué)模擬）電子體溫計(jì)（圖1）正在逐漸替代水銀溫度計(jì)。電子體溫計(jì)中常用的

測(cè)溫元器件是熱敏電阻。某物理興趣小組制作一簡(jiǎn)易電子體溫計(jì)，其原理圖如圖2所示。

（1）興趣小組測(cè)出某種熱敏電阻的/一U圖像如圖3所示,那么他們應(yīng)該選用圖_____電路（填“甲”或"乙”）；

（2）現(xiàn)將上述測(cè)量的兩個(gè)相同的熱敏電阻（伏安特性曲線如圖3所示）和定值電阻、恒壓電源組成如圖4

所示的電路，電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻&=2000,熱敏電阻消耗的電功率為W（結(jié)

果保留3位有效數(shù)字）;

（3）熱敏電阻的阻值隨溫度的變化如圖5所示，在設(shè)計(jì)的電路中（如圖2所示），已知電源電動(dòng)勢(shì)為5.0V

（內(nèi)阻不計(jì)），電路中二極管為紅色發(fā)光二極管，紅色發(fā)光二極管的啟動(dòng)（導(dǎo)通）電壓為3.0V,即發(fā)光二

極管兩端電壓U23.0V時(shí)點(diǎn)亮，同時(shí)電鈴發(fā)聲，紅色發(fā)光二極管啟動(dòng)后對(duì)電路電阻的影響不計(jì)。實(shí)驗(yàn)要求

當(dāng)熱敏電阻的溫度高于38.5。（3時(shí)紅燈亮且鈴響發(fā)出警報(bào)，其中電阻（填“與”或“&”）為定值電阻,

其阻值應(yīng)調(diào)為Q（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

5.（2022?遼寧沈陽(yáng).三模）飲酒駕車，害人害己.目前查酒駕的常用辦法是測(cè)量駕駛員呼出的氣體酒精濃

度，依據(jù)國(guó)家酒駕、醉駕處罰標(biāo)準(zhǔn)，駕駛員呼出的氣體酒精濃度大于90mg/m3小于等于360mg/m3是酒駕,

大于360mg/m3是醉駕。某實(shí)驗(yàn)小組要利用一種二氧化錫半導(dǎo)體氣體酒精傳感器組裝一個(gè)氣體酒精測(cè)試儀,

現(xiàn)有器材如下：

A.二氧化錫半導(dǎo)體酒精傳感器

B.電壓表（量程為3V,內(nèi)阻非常大，作為濃度表使用）；

C.直流電源（電動(dòng)勢(shì)為4V,內(nèi)阻不計(jì)）；

D.電阻箱（最大阻值為999.9。）；

E.定值電阻R1（阻值為50。）；

F.定值電阻R?（阻值為10。）；

G.單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

該傳感器電阻Rx隨氣體酒精濃度的變化而變化，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:

Rx/Q6040302010

3

氣體酒精濃度9時(shí)）05090140360

（1）請(qǐng)根據(jù)上表數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描繪出Rx?。關(guān)系曲線

(2)圖乙是該小組設(shè)計(jì)的酒精測(cè)試儀的電路圖，為使伏特表不超量程，圖乙的定值電阻R應(yīng)該選擇

（&或R?）。

(3)該實(shí)驗(yàn)小組首先按照下列步驟標(biāo)注此測(cè)試儀刻度：開(kāi)關(guān)向萬(wàn)端閉合，逐步減小電阻箱的阻值，電壓

表的示數(shù)不斷變大。按照甲圖數(shù)據(jù)將電壓表上“電壓”刻度線標(biāo)為對(duì)應(yīng)的“氣體酒精濃度?！保綦娮柘湔{(diào)為

30。，電壓表指針對(duì)應(yīng)的刻度應(yīng)標(biāo)注為mg/m3；以此類推，逐一標(biāo)注后再將開(kāi)關(guān)向。端閉合，測(cè)試

儀即可正常使用。

(4)一同學(xué)將標(biāo)注好的酒精測(cè)試儀靠近某瓶口，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)為0.80V,則測(cè)得的酒精濃度為

mg/m3o

6.(2022?遼寧?沈陽(yáng)二中三模)如圖所示，圖甲為熱敏電阻的Rf圖像，圖乙為用此熱敏電阻和繼電器組成

的簡(jiǎn)易溫控開(kāi)關(guān)，繼電器的電阻為80。。當(dāng)繼電器電流超過(guò)10mA時(shí)，銜鐵吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)

溫控。為繼電器線圈供電的電池E的內(nèi)阻不計(jì)。圖中“電源”是恒溫箱加熱器的電源。

(1)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：電源E/(3V),電源E2(6V),滑動(dòng)變阻器R/(0-200),滑動(dòng)變阻器&(0-200。),

熱敏電阻品，電阻箱(0-999.9Q),開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。

為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)20~60℃之間任意溫度的控制，電源E應(yīng)選(填“目”或“&")；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

(填“R/”或“氏2”)。

(2)為了實(shí)現(xiàn)恒溫系統(tǒng)保持溫度為30℃,實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了以下操作：

①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)至最大，將電阻箱調(diào)節(jié)到一固定的阻值_____Q；

②將單刀雙擲開(kāi)關(guān)向c端閉合；

③緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值觀察到繼電器的銜鐵恰好被吸合；

④保持滑動(dòng)變阻器的位置不變，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)另一端閉合，恒溫箱系統(tǒng)正常工作；

（3）若恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為30℃,則需把滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到Q；若恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為

35℃,則滑動(dòng)變阻器正常工作時(shí)必須向（填“左”或“右”）移動(dòng)滑動(dòng)觸頭。

國(guó)練真題

1.（2020?全國(guó)?高考真題）已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同

學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電源及開(kāi)關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20。）、

電壓表（可視為理想電表）和毫安表（內(nèi)阻約為100。）。

（1）在答題卡上所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖________________。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電

阻阻值。若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA,則此時(shí)熱敏電阻的阻值為kQ

（保留2位有效數(shù)字）。實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度f(wàn)變化的曲線如圖（a）所示。

（3）將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2k。。由圖（a）求得，此

時(shí)室溫為℃（保留3位有效數(shù)字）。

⑷利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖（b）所示。圖中，E為直流電源（電

動(dòng)勢(shì)為10V,內(nèi)阻可忽略）；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過(guò)6.0V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器（圖中未畫出）報(bào)警。

若要求開(kāi)始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為50℃,則圖中（填“R”或"4”）應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻

的阻值應(yīng)為kQ（保留2位有效數(shù)字）。

2.（2008?四川?高考真題）圖1中所示裝置可以用來(lái)測(cè)量硬彈簧（即勁度系數(shù)較大的彈簧）的勁度系數(shù)上電

源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻可忽略不計(jì).滑動(dòng)變阻器全長(zhǎng)為/,重力加速度為g,V為理想電壓表.當(dāng)木板上沒(méi)

有放重物時(shí)，滑動(dòng)變阻器的觸頭位于圖1中。點(diǎn)，此時(shí)電壓表示數(shù)為零.在木板上放置質(zhì)量為優(yōu)的重物,

滑動(dòng)變阻器的觸頭隨木板一起下移.由電壓表的示數(shù)。及其它給定條件，可計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)上

圖1

（1）寫出相、U與左之間所滿足的關(guān)系式.

（2）已知E=1.50V,/=12.0cm,g=9.80m/s2.測(cè)量結(jié)果如下表:

m(kg)1.001.503.004.506.007.50

U(V)0.1080.1540.2900.4460.6080.740

①在圖2中給出的坐標(biāo)紙上利用表中數(shù)據(jù)描出機(jī)一U直線.

②相一U直線的斜率為kg/V.

③彈簧的勁度系數(shù)gN/m.（保留3位有效數(shù)字）

3.（2019?全國(guó)?高考真題）某小組利用圖（a）所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U

與溫度f(wàn)的關(guān)系，圖中Vi和V2為理想電壓表；R為滑動(dòng)變阻器，Ro為定值電阻（阻值100Q）；S為開(kāi)關(guān)，

E為電源.實(shí)驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度f(wàn)由溫度計(jì)（圖中未畫出）測(cè)出.圖（b）是該小

組在恒定電流為50.0nA時(shí)得到的某硅二極管Uf關(guān)系曲線.回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)中,為保證流過(guò)二極管的電流為50.0nA,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電壓表Vi的示數(shù)為Ui=_____mV；

根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度r升高時(shí)，硅二極管正向電阻（填“變大”或“變小”），電壓表

V1示數(shù)（填“增大”或“減小”），此時(shí)應(yīng)將R的滑片向（填“A”或"B”）端移動(dòng)，以使V1示數(shù)仍為

Ui.

（2）由圖（b）可以看出。與/成線性關(guān)系，硅二極管可以作為測(cè)溫傳感器，該硅二極管的測(cè)溫靈敏度為

I當(dāng)匚xlO3V/℃（保留2位有效數(shù)字）.

4.（2009?山東?高考真題）為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng).光控開(kāi)頭可采用

光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度

越大，照度單位為L(zhǎng)x）.某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

照度（1X）0.20.40.60.81.01.2

18

電阻（k。）7540282320

I照明系統(tǒng)I

II

岸制開(kāi)棄I

1112

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系（見(jiàn)答題卡）中描繪出阻值隨照度變化的曲線,并說(shuō)明

阻值隨照度變化的特點(diǎn).

②如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)

簡(jiǎn)單電路.給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至l.O（lx）時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成

電路原理圖_________.（不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響）

提供的器材如下：

光敏電源E（電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì)）；

定值電阻：Ri=10kQ,R2=20kO,R3=40kQ（限選其中之一并在圖中標(biāo)出）

開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干.

5.（2018?全國(guó)?期末）某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的