第六章章 末 小 結(jié)—2020-2021 高中物理選修3-2學案

1、章 末 小 結(jié)傳感器一、傳感器的工作原理和常用敏感元件1傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學量，如力、熱、磁、光、聲等，而它輸出的通常是電學量，這些輸出信號是非常微弱的，通常要經(jīng)過放大后，再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作，傳感器原理如框圖所示：2常見敏感元件及其特性(1)光敏電阻：光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，光照增強電阻減小，光照減弱電阻增大。(2)熱敏電阻和金屬熱電阻：金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大，熱敏電阻有正溫度系數(shù)電阻、負溫度系數(shù)電阻兩種。正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，負溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。(3)霍爾元件：能把磁感應(yīng)強度這一磁學量轉(zhuǎn)換成電

2、壓這一電學量的元件，UHk(4)電容：平行板電容器的電容與極板面積、極板間距及電介質(zhì)材料有關(guān)，電容器可以感知引起電容變化的任一外界信息，并將其轉(zhuǎn)化為電容變化，例如，當極板受力時會改變極板間距，從而引起電容變化。例1電飯煲的工作原理如下圖所示，可分為兩部分，即控制部分，由S2、R1和黃燈組成；工作(加熱)部分，由發(fā)熱電阻R3、R2和紅燈組成，S1是一個磁鋼限溫開關(guān)，手動閉合，當此開關(guān)的溫度達到居里點(103 )時，自動斷開，且不能自動復(fù)位(閉合)，S2是一個雙金屬片自動開關(guān)，當溫度達到70 80 時，自動斷開，低于70 時，自動閉合，紅燈、黃燈是指示燈，通過其電流必須較小，所以R1、R2起_限流

3、_作用，R3是發(fā)熱電阻，由于煮飯前溫度低于70 ，所以S2是_閉合的_(填“斷開的”或“閉合的”)。接通電源并按下S1后，黃燈熄而紅燈亮，R3發(fā)熱，當溫度達到70 80 時，S2斷開，當溫度達到103 時飯熟，S1斷開，當溫度降到70 以下時，S2閉合，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由以上描述可知R2_>_R3(填“”“”“”)，若用電飯煲燒水時，直到水被燒干S1才會斷開，試解釋此現(xiàn)象。解題指導(dǎo)：通過紅燈、黃燈的電流必須較小，根據(jù)歐姆定律可知R1、R2起限流作用；根據(jù)電飯煲的工作原理和水的沸點說明用電飯煲燒水時，直到水被燒干S1才會斷開的原因。解析：R1、R2起的作用是限流，防止指示燈(氖泡)因電

4、流過大而燒毀，S2是自動控制溫度開關(guān)，當溫度低于70 時自動閉合，當溫度高于70 80 時又自動斷開，使電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于R3的功率較大，因此R2R3。由于開關(guān)S1必須當溫度達到103 時才自動斷開，而水的沸點只有100 ，因此用電飯煲燒水時，直到水被燒干后S1才會斷開。答案：由于開關(guān)S1必須當溫度達到103 時才自動斷開，而水的沸點只有100 ，因此用電飯煲燒水時，直到水被燒干后S1才會斷開。二、日常生活中常見的傳感器及應(yīng)用1幾種傳感器及與其相聯(lián)系的物理知識，如下表傳感器種類敏感元件與之相聯(lián)系的物理知識光電傳感器光敏電阻直流電路動態(tài)分析溫度傳感器熱敏電阻直流電路問題力傳感器壓敏電阻等力

5、學、運動學與直流電路電容傳感器電容力、運動與含容電路2幾種常見的傳感器(1)紅外線傳感器：常用于家電遙控器、紅外測溫儀、生命探測器、自動門等。(2)壓力傳感器：常用于電子秤、水位控制器等裝置。(3)溫度傳感器：主要元件是熱敏電阻或金屬熱電阻，常用于恒溫箱、電飯鍋等家用電器。(4)光電傳感器：主要元件是光敏電阻、光電管等，常用于火災(zāi)報警器、光控開關(guān)等。(5)酒精濃度傳感器：測量呼氣的酒精含量就可以判斷其飲酒程度，交通警察使用這樣的酒精傳感器就能迅速、準確地檢查出機動車駕駛員是否酒后駕車。3傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用過程包括三個環(huán)節(jié)：感、傳、用(1)“感”是指傳感器的敏感元件感受信息。(2)“傳”是

6、指通過電路等將傳感器敏感元件獲取的信息傳給執(zhí)行機構(gòu)。(3)“用”是指執(zhí)行機構(gòu)利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作。(4)傳感器應(yīng)用的一般模式例2目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制，使用的是一種延時開關(guān)。該延時開關(guān)的簡化原理如圖所示。圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過就能使其發(fā)出紅色亮光)，R為限流電阻，K為控鈕式開關(guān)，虛線框內(nèi)S表示延時開關(guān)電路，當按下K接通電路瞬間，延時開關(guān)觸發(fā)，相當于S閉合。這時釋放K后，延時開關(guān)S約在1 min后斷開，電燈熄滅。根據(jù)上述信息和原理圖，我們可推斷：按鈕開關(guān)K按下前，發(fā)光二極管是_發(fā)光的_(填“發(fā)光的”或“熄滅的”)，按鈕開關(guān)K按下再釋放后，電燈L發(fā)

7、光持續(xù)時間約_1_ min 。這一過程中發(fā)光二極管是_熄滅的_。限流電阻R的阻值和燈絲電阻RL相比，應(yīng)滿足R_RL的條件。解題指導(dǎo)：根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)和紅色發(fā)光二極管的特性進行分析。當按鈕開關(guān)K按下并釋放后，電燈L發(fā)光，延時開關(guān)觸發(fā)，相當于S閉合，二極管被短路，燈泡發(fā)光。解析：開關(guān)K按下前，S為斷開，有電流經(jīng)過發(fā)光二極管，故發(fā)光二極管是發(fā)光的。當按下開關(guān)K后，延時開關(guān)S閉合，二極管和K被短路，二極管不發(fā)光，由于延時開關(guān)S約1 min后斷開，故電燈L能持續(xù)發(fā)光1 min，由于R為限流電阻，且二極管只要有很小的電流通過就能發(fā)光，故應(yīng)滿足RRL。(1)本章內(nèi)容是新課程標準新增加的內(nèi)容，知識新穎、實用，與

8、科技、社會結(jié)合緊密，高考中出現(xiàn)的機率增大。(2)考題很可能與力學、電磁學、熱學等知識綜合，但不會考查大量的技術(shù)細節(jié)。(3)題型會以選擇、填空、電路連接為主。一、高考真題探析例題(2017·江蘇卷，11)某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖1所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15 mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約為20 ，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示。t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1(1)提供的實驗器材

9、有：電源E1(3 V，內(nèi)阻不計)、電源E2(6 V，內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R1(0200 )、滑動變阻器R2(0500 )、熱敏電阻Rt，繼電器、電阻箱(0999.9 )、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。為使該裝置實現(xiàn)對3080 之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用_E2_(選填“E1”或“E2”)，滑動變阻器R應(yīng)選用_R2_(選填“R1”或“R2”)。(2)實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作。某同學為排查電路故障，用多用電表測量各接點間的電壓，則應(yīng)將如圖2所示的選擇開關(guān)旋至_C_(選填“A”“B”“C”或“D”)。(3)合上開關(guān)S，用調(diào)節(jié)好的多用電表進行排查，在圖1中，若只有b、c間斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時指針_不偏轉(zhuǎn)

10、_(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)，接入a、c時指針_偏轉(zhuǎn)_(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。(4)排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為50 時被吸合，下列操作步驟的正確順序是_。(填寫各步驟前的序號)將熱敏電阻接入電路觀察到繼電器的銜鐵被吸合斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1 解題指導(dǎo)：分析不同溫度下熱敏電阻的阻值，根據(jù)實驗要求進行分析，從而明確應(yīng)采用的電源和滑動變阻器；明確多用電表的使用方法，根據(jù)要求選擇對應(yīng)的量程；根據(jù)電壓表的測量方法以及電路結(jié)構(gòu)進行分析，從而明確指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)；明確實驗原理，確定實驗方法，從而明確實驗中

11、應(yīng)進行的實驗步驟。解析：(1)如果電源用E1，則在t30 時電路中的最大電流Im A13.67 mA<15 mA，故不能實現(xiàn)對此溫度的控制，因此電源應(yīng)選用E2；為了在t80 時實現(xiàn)對溫度的控制，設(shè)滑動變阻器阻值的最大值至少為R，則0.015 A，解得R330.9 ，因此滑動變阻器應(yīng)選用R2。(2)要用多用電表的直流電壓擋檢測故障，應(yīng)將選擇開關(guān)旋至C。(3)如果只有b、c間斷路，說明b點與電源的負極間沒有形成通路，a、b間的電壓為零，表筆接在a、b間時，指針不偏轉(zhuǎn)；c點與電源的負極間形成通路，a與電源的正極相通，a、c間有電壓，因此兩表筆接入a、c間時指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(4)排除故障后，欲使銜

12、鐵在熱敏電阻為50 時被吸合，應(yīng)先斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，并將阻值調(diào)至108.1 ，合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，直至觀察到繼電器的銜鐵被吸合，這時斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除，將熱敏電阻接入電路。因此操作步驟的正確順序是。二、臨場真題練兵1(2019·天津，4)筆記本電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、長為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v。當顯示屏閉合時元件處

13、于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅。則元件的(D)A前表面的電勢比后表面的低B前、后表面間的電壓U與v無關(guān)C前、后表面間的電壓U與c成正比D自由電子受到的洛倫茲力大小為解析： A錯：由左手定則判斷，后表面帶負電，電勢低。B、C錯：電子受力平衡后，U穩(wěn)定不變，由eevB得UBav，U與v成正比，與c無關(guān)。D對：洛倫茲力FevB。2(2016·全國，23)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，當要求熱敏電阻的溫度達到或超過60 時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為

14、999.9 )，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 )，滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 )，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 時阻值為650.0 。(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器_R2_(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為_650.0_；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_b_(填“a”

15、或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_接通電源后，流過報警器的電流會超過20_mA，報警器可能損壞_。將開關(guān)向_c_(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至_報警器開始報警_。(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。解析：(1)根據(jù)題述，應(yīng)該采用滑動變阻器的限流接法，連接的電路如圖所示。(2)根據(jù)題述，流過報警器的工作電流超過10 mA時，報警器就會報警，可知滑動變阻器的最大阻值至少為R1 800 ，因此在電路中應(yīng)選用最大阻值為2 000 的滑動變阻器R2。(3)電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為熱敏電阻

16、在60 時的阻值650.0 ；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于接入電路的阻值最大處，即b端附近，不能置于另一端的原因是：若置于a端，則會導(dǎo)致閉合開關(guān)后，報警器中電流大于20 mA，報警器可能損壞。將開關(guān)向c端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警?？及杆牡诹聜鞲衅鞅揪矸值诰?選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第16小題只有一個選項符合題目要求，第710小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1(2019·海南省三亞市

17、華僑中學高二上學期期末)傳感器的輸出量通常為(B)A非電學量信號B電學量信號C位移信號D光信號解析：傳感器是將非電學量轉(zhuǎn)換為電學量的元件，則傳感器的輸出量通常為電量信號。故選B。2(2019·吉林省吉化一中高二下學期期中)用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列所述與其工作原理相同的是(B)A走廊照明燈的聲控開關(guān)B賓館天花板上安裝的火災(zāi)報警器C自動洗衣機中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器解析：用遙控器調(diào)換電視機的頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。走廊照明燈的聲控開關(guān)，實際是將聲波轉(zhuǎn)化成電信號的過程，故 A錯誤；

18、當火災(zāi)報警器有煙霧時，經(jīng)過漫反射，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，從而發(fā)出警報。所以該傳感器是用光傳感器實現(xiàn)報警的，故B正確；自動洗衣機中的壓力傳感裝置，是將壓力轉(zhuǎn)化成電信號的過程，故錯誤；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器，是將溫度轉(zhuǎn)化成電信號的過程，故D錯誤。3如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)S與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質(zhì)量為m，電荷量為q的小球。S斷開時傳感器上有示數(shù)，S閉合時傳感器上恰好無示數(shù)。重力加速度為g，則線圈中磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是( A)A正在增強，B正在增強，C正在減弱

19、，D正在減弱，解析：S閉合時傳感器上恰好無示數(shù)，說明小球受豎直向上的電場力，且電場力大小等于重力大小，因小球帶正電，所以上極板帶負電，下極板帶正電，由楞次定律和安培定則可知感應(yīng)電流的磁場向下，故磁場B正在增強，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律EnU，又q·mg得，故 A正確。4(2019·山東師范大學附中高二上學期期末)如圖所示，甲圖是錄音機的錄音電路原理圖，乙圖是研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，丙圖是光電傳感的火災(zāi)報警器的部分電路圖，丁圖是電容式話筒的電路原理圖，下列說法錯誤的是(B)A甲圖中錄音機錄音時，由于話筒的聲電轉(zhuǎn)換，線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場B乙圖電路中，開關(guān)斷

20、開瞬間，燈泡會突然閃亮一下，并在開關(guān)處產(chǎn)生電火花C丙圖電路中，當有煙霧進入罩內(nèi)時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射，表現(xiàn)出電阻的變化D丁圖電路中，當聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，會在電路中產(chǎn)生變化的電流解析：磁帶錄音機的錄音原理是：錄音時，將電信號轉(zhuǎn)換為磁信號，故 A正確。乙圖電路中，開關(guān)斷開瞬間，燈泡立即熄滅，故B錯誤。光電三極管也是一種晶體管，它有三個電極，當光照強弱變化時，電極之間的電阻會隨之變化。當有煙霧進入罩內(nèi)時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射，表現(xiàn)出電阻的變化，故C正確。電容話筒利用振膜接受空氣振動信號，振膜與固定的平面電極之間形成一個電容，兩者之間的距離變化會

21、導(dǎo)致其電容容量的變化，在電容兩端施加固定頻率及大小的電壓，通過電容的電流就會變化，故D正確。本題選錯誤的，故選B。5圖示是一位同學設(shè)計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減?。婚T關(guān)閉會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出)。經(jīng)實際試驗，燈的亮滅能反映門的開關(guān)狀態(tài)。門打開時兩燈的發(fā)光情況以及R2兩端電壓UR2與門關(guān)閉時相比(D)A紅燈亮，UR2變大B綠燈亮，UR2變大C綠燈亮，UR2變小D紅燈亮，UR2變小解析：門打開后，R3減小，導(dǎo)致R總減小，I總增加，Ur和UR1變大，UR2E(UR1Ur)減小，IR3I總增大，電磁繼電器磁性增強把銜鐵拉下，紅燈亮，綠燈滅

22、，A、B、C均錯誤，D正確。6酒精測試儀用于對機動車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車及其他嚴禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器。酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系。如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是(B)AU越大，表示c越大，c與U成正比BU越大，表示c越大，但是c與U不成正比CU越大，表示c越小，c與U成反比DU越大，表示c越小，但是c與U不成反比解析：傳

23、感器電阻r的倒數(shù)與酒精濃度c是正比關(guān)系，即kc。電路中的電流為I，電壓表示數(shù)UIR0，可見電壓與酒精濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系，但隨酒精濃度的增加而增加，故B正確。7如圖所示，干簧管放在磁場中時兩個舌簧能被磁化。關(guān)于干簧管，下列說法正確的是(CD)A干簧管接入電路中相當于電阻的作用B干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C干簧管接入電路中相當于開關(guān)的作用D干簧管是作為電控元件以實現(xiàn)自動控制的解析：干簧管能感知磁場，因為兩個舌簧由軟磁性材料制成，當周圍存在磁場時，兩個舌簧被磁化，就會相互吸引，所以是作開關(guān)來使用、作為控制元件以實現(xiàn)自動控制的。8利用傳感器和計算機可以研究快速變化力的大小，實驗時，把圖甲中的

24、小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落。用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時間變化圖線如圖乙所示。根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷正確的是(BC)At1時刻小球速度最大Bt2、t5時刻小球的動能最小Ct3、t4時刻小球的速度不同D小球在運動過程中機械能守恒解析：當球的速度、動能最大時球的加速度、合力為零，在t1時繩剛伸直，彈力為零，球的速度還要增大， A錯誤。t2、t5時刻繩上彈力最大，繩的伸長量應(yīng)達到最大，此時球的速度就為零，動能最小，B正確。從拉力幅度逐漸減小可知球運動中有空氣阻力存在，機械能不守恒，t3、t4時刻球的速度大小必不相等，且方向相反，C正確、D錯誤。9有定值電阻、熱敏電阻、光

25、敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示的電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是(AC)A置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻解析：熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化；光敏電阻的阻值隨光照變化而變化，定值電阻和熱敏電阻不隨之變化。10(2019

26、·湖北省天門、仙桃、潛江三市高二學期期末)用磁敏電阻作為傳感器可以探測空間是否存在磁場，設(shè)計電路如下圖，磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小(幾乎為零)，在有磁場時電阻很大。閉合S1，斷開S2，燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是(BC)A探測頭處在無磁場區(qū)域時，閉合S2，燈泡會變亮B探測頭處在無磁場區(qū)域時，閉合S2，電流表示數(shù)會變大C閉合S2，探測頭從無磁場區(qū)域進入磁場區(qū)域時，燈泡會變亮D閉合S2，探測頭從無磁場區(qū)域進入磁場區(qū)域時，電流表的示數(shù)會變大解析：探測頭處在無磁場區(qū)域時，閉合S2，磁敏電阻幾乎為零，此時電燈被短接，燈泡不亮，故 A錯誤；總電流增大，故B正確；閉合S2，探測頭從無磁場區(qū)域進

27、入磁場區(qū)域時磁敏電阻增大，總電阻變大，總電流減小，路端電壓增大，而總電流減小，則保護電阻兩端電壓減小，故燈泡兩端電壓增大，燈泡變亮，故C正確，D錯誤。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，每小題8分，共16分。把答案直接填在橫線上)11某同學設(shè)計了一種“自動限重器”，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(實質(zhì)是電動機)、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示。當貨架承受的壓力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電動勢E6 V，r2 ，電磁繼電器線圈的阻值忽略不

28、計。請你解答下列問題：(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的電路連接完整。(2)當電磁繼電器線圈中的電流大小為15 mA時，銜接被吸下。若貨架能承受的最大壓力為800 N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為_318_。(3)硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，現(xiàn)將控制電路中的電源換成硅光電池，用一定強度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的UI曲線(如圖丙)。不改變滑片的位置，當貨架能承受的壓力逐漸增加時，該硅光電池的內(nèi)阻將_增大_，內(nèi)電路上消耗的功率將_增大_。(以上兩空選填“增加”“減小”“先增大后減小”“先減小后增大”或“不變”)(4)若控制電路中的電源換成硅光電源，不改變

29、滑片的位置，即如(2)中數(shù)值，現(xiàn)測得硅光電源兩端電壓為5.4 V，則貨架上承受的壓力為_90_N。解析：(1)將貨物裝載機和上觸點串聯(lián)組成工作電路，將R1、滑動變阻器R2、電磁鐵串聯(lián)接入控制電路，連接電路如圖所示。(2)R1與R2串聯(lián)，則I1I2Imax15 mA0.015 A，根據(jù)閉合電路的歐姆定律R1R2r，由圖乙可知，F(xiàn)800 N時，R180 ，所以R2rR1318 ，即滑動變阻器R2的最大阻值至少為318 。(3)由題圖丙可知，隨著外電路電阻減小，電路電流增大，硅光電池的UI圖線的斜率絕對值逐漸變大，即硅光電池的內(nèi)阻隨外電路電阻變小而變大。當不改變滑片的位置，貨架能承受的壓力逐漸增加時

30、，R1的電阻變小，電路中電流增大，所以該硅光電池的內(nèi)阻將增大。內(nèi)電阻和電流都增大，由P內(nèi)I2r可知內(nèi)電路上消耗的功率將增大。(4)硅光電源兩端電壓為5.4 V，由題圖丙可知此時電流為10 mA，外電路的總電阻R1R2，所以R1R2318 222 ，根據(jù)題圖乙可知，此時對應(yīng)的壓力為90 N。12霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，用它可以檢測磁場及其變化，圖甲為使用霍爾元件測量通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的裝置示意圖，由于磁芯的作用，霍爾元件所處區(qū)域磁場可看做勻強磁場，測量原理如乙圖所示，直導(dǎo)線通有垂直紙面向里的電流，霍爾元件前、后、左、右表面有四個接線柱，通過四個接線柱可以把霍爾元件接入電路，所用器材

31、已在圖中給出，部分電路已經(jīng)連接好，為測量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強度B：(1)制造霍爾元件的半導(dǎo)體參與導(dǎo)電的自由電荷帶負電，電流從乙圖中霍爾元件左側(cè)流入，右側(cè)流出，霍爾元件_前表面_(填“前表面”或“后表面”)電勢高；(2)在圖中畫線連接成實驗電路圖；(3)已知霍爾元件單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為e，霍爾元件的厚度為h，還必須測量的物理量有_電壓表示數(shù)U,_電流表示數(shù)I_(寫出具體的物理量名稱及其符號)，計算式B_。答案：(2)如圖所示解析：(1)根據(jù)左手定則可判定，負電荷向后表面聚集，故前表面電勢高。(2)連線圖見答案。(3)根據(jù)電場力與洛侖茲力平衡有：EqqvB又EIn

32、eSvShd由以上各式得B故還必須測量的物理量有：電壓U，電流強度I。三、論述·計算題(共4小題，44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)如圖所示，圖甲為熱敏電阻的Rt圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為150 。當線圈中的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E6 V，內(nèi)阻可以不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端還是C、D端？(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度

33、保持100 ，可變電阻R的值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？答案：(1)A、B端(2)100 解析：(1)根據(jù)題意分析可知，應(yīng)將加熱器接在A、B端。(2)由圖甲查出熱敏電阻在100 時，電阻值為50 。根據(jù)閉合電路歐姆定律可得EIR繼IRIR，其中E6 V，I20 mA2×102 A，R50 ，R繼150 ，代入數(shù)據(jù)解之得R100 。14(10分)如圖所示為普通電冰箱內(nèi)溫度控制器的結(jié)構(gòu)。銅制的測溫泡1、細管2和彈性金屬膜盒3連通成密封的系統(tǒng)。里面充有氟甲烷和它的蒸氣，構(gòu)成了一個溫度傳感器。膜盒3為扁圓形(圖中顯示它的切面)，右表面固定，左表面通過小柱體與彈簧片4連接。盒中氣體的壓強增大時，盒體就會膨脹。測溫泡1安裝在電冰箱的冷藏室中。5、6分別是電路的動觸