2025高考物理總復(fù)習(xí)傳感器利用傳感器制作簡單的自動控制裝置

第十三章交變電流電磁波傳感器第4課時傳感器實驗十六：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置目標(biāo)要求1.掌握制作傳感器常用元件：光敏電阻、熱敏電阻、金屬熱電阻、電阻應(yīng)變片、霍爾元件的基本特性及工作原理。2.探究傳感器的工作原理及傳感器應(yīng)用的一般模式。3.能利用傳感器制作簡單的自動控制裝置。內(nèi)容索引考點一

常見的傳感器考點二

實驗：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置考點三

含傳感器的電學(xué)實驗課時精練><考點一常見的傳感器一、傳感器及其工作原理1.傳感器的工作原理：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號是電壓、電流等

量，或轉(zhuǎn)換為電路的_____。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測量、

、處理和

。電學(xué)通斷傳輸控制傳感器應(yīng)用的一般模式如圖所示：2.傳感器的核心元件(1)敏感元件：能直接感受或響應(yīng)外界被測非電學(xué)量的部分。(2)轉(zhuǎn)換元件：能將敏感元件輸出的信號直接轉(zhuǎn)換成

的部分。(3)信號調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路：能把輸出的微弱的電信號放大的部分。電信號3.傳感器的分類

工作原理舉例物理傳感器利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)感知并檢測出待測對象信息力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等化學(xué)傳感器利用電化學(xué)反應(yīng)原理，把無機或有機化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度轉(zhuǎn)換為電信號離子傳感器、氣體傳感器等生物傳感器利用生物活性物質(zhì)的選擇性來識別和測定生物化學(xué)物質(zhì)酶傳感器、微生物傳感器、細(xì)胞傳感器等二、常見敏感元件1.光敏電阻(1)特點：一般情況下，光照越強，電阻越小。(2)原因：光敏電阻的構(gòu)成物質(zhì)為半導(dǎo)體材料，無光照時，載流子極少，導(dǎo)電性能

；隨著光照的

，載流子增多，導(dǎo)電性

。(3)作用：把

這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為

這個電學(xué)量。差增強變好光照強弱電阻2.熱敏電阻和金屬熱電阻(1)熱敏電阻熱敏電阻一般由半導(dǎo)體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻

，如圖甲所示為某一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線。(2)金屬熱電阻有些金屬的電阻率隨溫度的升高而

，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻，如圖乙所示為某金屬導(dǎo)線電阻的溫度特性曲線。減小增大(3)作用：熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量。注意：在工作溫度范圍內(nèi)，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器。3.電阻應(yīng)變片(1)電阻應(yīng)變片的作用：電阻應(yīng)變片能夠把物體

這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為_____這個電學(xué)量。(2)電子秤的組成及敏感元件：由

和電阻

組成，敏感元件是

。形變電阻金屬梁應(yīng)變片應(yīng)變片(3)電子秤的工作原理金屬梁自由端受力F?金屬梁發(fā)生彎曲?應(yīng)變片的電阻變化?兩應(yīng)變片上電壓的差值變化4.霍爾元件的應(yīng)用霍爾元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的一種磁敏元件。一般用于電機中測定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，如錄像機的磁鼓、電腦中的散熱風(fēng)扇等。(1)霍爾元件的工作原理：E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，薄片中的載流子就在洛倫茲力作用下，向著與電流和磁場都垂直的方向漂移，使M、N間出現(xiàn)電壓(如圖所示)。(2)霍爾元件在電流、電壓穩(wěn)定時，載流子所受靜電力和洛倫茲力二力平衡。(3)霍爾電壓：UH＝

(d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù))。其中UH與B成正比，所以霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量。1.傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件。(

)2.傳感器只能感受溫度和光兩個物理量。(

)3.隨著光照的增強，光敏電阻的電阻值一定逐漸增大。(

)4.電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。(

)√××√例1

(2023·浙江1月選考·14改編)下列說法不正確的是A.利用電容傳感器可制成麥克風(fēng)B.物體受合外力越大，則動量變化越快C.利用紅外傳感器可制成商場的自動門D.牛頓運動定律不適用，則動量守恒定律也不適用√聲音使振動膜片振動，改變兩極板間距離，使聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，則利用電容傳感器可制成麥克風(fēng)，故A正確；由動量定理有F合t＝Δp，可得

＝F合，可知物體受合外力越大，則動量變化越快，故B正確；人體可以向外界釋放紅外線，感應(yīng)裝置接收到紅外線后，可以開門，則利用紅外傳感器可制成商場的自動門，故C正確；牛頓運動定律只適用于宏觀低速問題，不適用于微觀高速問題，而動量守恒定律既適用于低速宏觀問題，也適用于高速微觀問題，故D錯誤。例2

(2023·江蘇省揚州中學(xué)階段練習(xí))其興趣小組利用壓敏電阻制作了一臺電子秤，其內(nèi)部電路如圖所示，R1是保護電阻，R2是調(diào)零電阻，壓敏電阻值R隨壓力F變化規(guī)律為R＝kF＋C(k、C為常量，k>0)?，F(xiàn)對電流表的刻度盤進(jìn)行改裝，使得電流表滿偏時對應(yīng)的物體質(zhì)量為零，則A.刻度盤標(biāo)注的質(zhì)量刻度均勻B.若使用前質(zhì)量示數(shù)大于零，應(yīng)將R2的滑片向右滑動C.電子秤的示數(shù)越大，電源的總功率越大D.若電池的內(nèi)阻增大，但仍能調(diào)零，則稱量值仍準(zhǔn)確√由閉合電路歐姆定律電路中的電流與壓力F不是線性關(guān)系，刻度盤標(biāo)注的質(zhì)量刻度不均勻，故A錯誤；若使用前質(zhì)量示數(shù)大于零，電流偏小，應(yīng)減小電阻，將R2的滑片向左滑動，故B錯誤；電子秤的示數(shù)越大，電路中電流越小，電源的總功率P＝EI越小，故C錯誤；電池的內(nèi)阻增大，電動勢不變，若能調(diào)零，減小調(diào)零電阻R2的值，電流表仍可以滿偏，稱量值仍準(zhǔn)確，故D正確。返回實驗：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置><考點二例3純電動汽車的蓄電池的安全性，主要體現(xiàn)在對其溫度的控制上，當(dāng)電池溫度過高時，必須立即啟動制冷系統(tǒng)進(jìn)行降溫。圖甲是小明設(shè)計的模擬控溫裝置示意圖，電磁繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器RP串聯(lián)接在電壓為5V的電源(不計內(nèi)阻)兩端。當(dāng)電磁鐵線圈(電阻不計)中的電流I大于或等于20mA時，銜鐵被吸合，熱敏電阻置于溫度監(jiān)測區(qū)域，其阻值Rt與溫度t的關(guān)系如圖乙所示，滑動變阻器的最大阻值為200Ω。則：(1)圖甲中應(yīng)將b端與_____(選填“a”或“c”)端相連；c由題意可知，當(dāng)控制電路電流達(dá)到20mA時銜鐵被吸合，制冷系統(tǒng)工作，所以題圖甲中，應(yīng)將b端與c端相連。(2)若設(shè)置電池溫度為50℃時啟動制冷系統(tǒng)，則滑動變阻器阻值應(yīng)為_____Ω；150(3)該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是_____℃。73當(dāng)滑動變阻器調(diào)到最大阻值200Ω時，熱敏電阻的阻值Rt′＝R－RP′＝250Ω－200Ω＝50Ω，由題圖乙可知此時對應(yīng)的溫度為73℃，所以此時該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是73℃。例4

(2023·江蘇無錫市統(tǒng)考)傳感器在自動控制中發(fā)揮著重要作用。圖甲是利用熱敏電阻RT制作的自動報警裝置，其中熱敏電阻RT阻值隨溫度變化的圖線如圖乙所示。

(1)為了使溫度過高時報警器鈴響，c應(yīng)接在______(選填“a”或“b”)處；a根據(jù)題圖乙坐標(biāo)系中曲線的趨勢可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，為了使溫度過高時報警器鈴響，開關(guān)c應(yīng)該接在a處；(2)若要使啟動報警的溫度提高些，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向_____(選填“左”或“右”)移動。左若要使啟動報警的溫度提高些，滑動變阻器滑片P向左移動。返回含傳感器的電學(xué)實驗><考點三例5

(2023·江蘇蘇州市聯(lián)考)某溫度傳感器設(shè)計電路如圖甲所示，要求從表盤上直接讀出溫度值(電流表滿偏時指針?biāo)缚潭葹?℃)，其中保護電阻R1＝400Ω，調(diào)零電阻R2的可調(diào)范圍是0～100Ω，理想電流表量程為0～6mA，電源電動勢E＝3V(內(nèi)阻不計)，金屬熱電阻的阻值R與溫度t的對應(yīng)關(guān)系如圖乙所示。(1)要對溫度傳感器進(jìn)行調(diào)零，調(diào)零電阻R2應(yīng)調(diào)為_____Ω。60(2)請利用已知物理量的數(shù)值，寫出電流表示數(shù)I隨溫度t變化的關(guān)系式，即I＝__________A。(3)將電流表刻度線改為溫度刻度線后，溫度刻度線是_______(選填“均勻”或“不均勻”)的。不均勻(4)測量溫度時，若要求電表指針偏轉(zhuǎn)不低于量程的

則該傳感器的溫度測量范圍是0～______℃。1200例6

(2023·湖南卷·12)某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖(a)所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無窮大)。(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值，示數(shù)如圖(b)所示，對應(yīng)的讀數(shù)是_______Ω；1000歐姆表讀數(shù)為10×100Ω＝1000Ω(2)適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3，使電壓傳感器示數(shù)為0，此時，RF的阻值為______(用R1、R2、R3表示)；當(dāng)電壓傳感器讀數(shù)為零時，C、D兩點電勢相等，(3)依次將0.5g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小)，讀出電壓傳感器示數(shù)U，所測數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點，繪制U－m關(guān)系圖線；答案見解析圖次數(shù)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280繪出U－m圖像如圖(4)完成前面三步的實驗工作后，該測量微小壓力的裝置即可投入使用。在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0，電壓傳感器示數(shù)為200mV，則F0大小是__________N(重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效數(shù)字)；1.7×10－2由圖像可知，當(dāng)電壓傳感器的讀數(shù)為200mV時，所放物體質(zhì)量為1.75g，則F0＝mg＝1.75×10－3×9.8N≈1.7×10－2N(5)若在步驟(4)中換用非理想毫伏表測量C、D間電壓，在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F1，此時非理想毫伏表讀數(shù)為200mV，則F1_____F0(填“>”“＝”或“<”)。>可將C、D以外的電路等效為新的電源，C、D兩點電壓看作路端電壓，C、D接非理想電壓傳感器，當(dāng)讀數(shù)為200mV時，實際C、D間斷路(接理想電壓傳感器時)時的電壓大于200mV，則此時壓力傳感器的讀數(shù)F1>F0。返回課時精練1.霍爾元件的示意圖如圖所示，一塊通電的銅板放在磁場中，銅板的前、后板面垂直于磁場，板內(nèi)通有如圖方向的電流，a、b是銅板上、下邊緣的兩點，則A.電勢φa＝φbB.電勢φb＞φaC.電流增大時，|φa－φb|增大D.其他條件不變，將銅板改為NaCl溶液時，電勢結(jié)果仍然一樣√123456銅板中的自由電荷是電子，電子定向移動的方向與電流的方向相反，由左手定則可判斷出電子因受洛倫茲力作用向b側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以φa＞φb，故A、B錯誤；設(shè)前后板面間距為d，因|φa－φb|＝UH＝

所以電流增大時，|φa－φb|增大，故C正確；若將銅板改為NaCl溶液，溶液中的正、負(fù)離子均向b側(cè)偏轉(zhuǎn)，|φa－φb|＝0，即不產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，故D錯誤。1234562.(2023·江蘇南京市江寧中學(xué)月考)某物理興趣小組利用熱敏電阻來制作一個簡易的溫度計。已知該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖甲所示。他們準(zhǔn)備的實驗器材如下：干電池(電動勢為1.5V，內(nèi)阻不計)，毫安表(量程為10mA，內(nèi)阻RA為40Ω)，滑動變阻器R1，開關(guān)，導(dǎo)線若干。123456(1)若直接將干電池、開關(guān)、毫安表、熱敏電阻R串接成一個電路作為測溫裝置，則該電路能測得的最高溫度為____℃。80溫度最高時，熱敏電阻阻值最小，此時Im＝10mA＝0.01A，根據(jù)閉合電路歐姆定律有Im＝解得R＝110Ω，由題圖甲可知R＝－0.5t＋150(Ω)，代入數(shù)據(jù)得該電路能測得的最高溫度t＝80℃。123456(2)現(xiàn)在該興趣小組想讓測溫范圍大一些，使該電路能測得的最高溫度為100℃，他們又設(shè)計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，一段時間后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使毫安表指針滿偏，則此時滑動變阻器R1應(yīng)為____Ω；12345610將該熱敏電阻R做防水處理后放入100℃的沸水中，當(dāng)t＝100℃時，由題圖甲知R＝100Ω，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電流表滿偏有Im＝代入數(shù)據(jù)解得R1＝10Ω。123456b.保持滑動變阻器R1接入電路的電阻不變，他們在實驗室中找來了一瓶水，把熱敏電阻R放入水中，一段時間后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)毫安表的示數(shù)為8.0mA，則測得水的溫度為_____℃；12345625c.毫安表的電流值I(單位：mA)和溫度t(單位：℃)的關(guān)系式為I

＝__________mA；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。123456(3)考慮到干電池有一定內(nèi)阻，該興趣小組的溫度測量值相比真實值______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

123456偏小可見R真＜R，結(jié)合溫度與電阻關(guān)系式R＝－0.5t＋150，可得該興趣小組的溫度測量值偏小。3.(2023·江蘇宿遷市統(tǒng)考)某同學(xué)制作了一個簡易的溫控裝置，電路如圖甲，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(dāng)繼電器的電流達(dá)到或超過30mA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20Ω，熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示。123456(1)提供的實驗器材有：電源E(12V，內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R1(0～200Ω)、滑動變阻器R2(0～400Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱0～999.9Ω、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。要啟動繼電器，則電路中的總電阻需滿足：R繼電器＋R＋Rt≤_____Ω。為使該裝置實現(xiàn)對30～80℃之間任一溫度的控制，滑動變阻器R應(yīng)選用____(填“R1”或“R2”)。123456400R2當(dāng)繼電器的電流達(dá)到或超過30mA時，才能吸合，所以I＝≥30mA，則R繼電器＋R＋Rt≤400Ω，由題圖乙知30～80°C間Rt的最小值為50Ω，結(jié)合繼電器的電阻約為20Ω，滑動變阻器連入電路的阻值最大約為400Ω－50Ω－20Ω＝330Ω，所以滑動變阻器選R2；123456(2)如果要把溫控裝置設(shè)置為50℃，應(yīng)先用電阻箱替代熱敏電阻，把電阻箱數(shù)值調(diào)至_____Ω，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，直至繼電器的銜鐵被吸合。然后斷開開關(guān)，再重新用熱敏電阻替換電阻箱。12345680由題圖乙知，當(dāng)溫度為50℃時，熱敏電阻Rt＝80Ω，用電阻箱替代熱敏電阻，所以把電阻箱數(shù)值調(diào)到80Ω；123456(3)該溫控裝置在____________(填“低溫區(qū)域”或“高溫區(qū)域”)靈敏度更高。甲、乙兩位同學(xué)就提高該溫控裝置的靈敏度方案進(jìn)行了討論：甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該換一個24V的電源，電動勢越大越容易驅(qū)動電磁繼電器，可以提高溫控裝置的靈敏度；乙同學(xué)則認(rèn)為應(yīng)該換一個6V的電源，這樣使繼電器啟動的電阻更小，熱敏電阻占總電阻的比例增大，其控制效果更好。你認(rèn)為____(填“甲”或“乙”)同學(xué)的分析更有道理。123456低溫區(qū)域乙由題圖乙知，高溫區(qū)域電阻的變化比較平緩，即較大的溫度變化才能引起一定的電流變化，而在低溫區(qū)域，較小的溫度變化就能導(dǎo)致較大的電阻變化，從而使得電流發(fā)生較大的變化，所以低溫區(qū)域靈敏123456度高；需提高高溫區(qū)域的靈敏度，因高溫區(qū)域的熱敏電阻阻值較小，故應(yīng)換一個電動勢較小的電源，使繼電器啟動的總電阻更小，熱敏電阻占總電阻的比例更大，這樣熱敏電阻變化會使電流變化更明顯，則乙同學(xué)說法正確。4.(2022·河北卷·12)某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設(shè)計電路如圖甲所示。選用的器材有：限溫開關(guān)S1(手動將其按下，開始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時自動斷開，之后不能自動閉合)；保溫開關(guān)S2(當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，溫度低于70℃時自動閉合)；電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖乙所示)。自備元件有：加熱電阻絲R(阻值為60Ω，用于加熱煮飯)；限流電阻R1和R2(阻值均為1kΩ)；指示燈L1和L2(2.5V，0.6W，當(dāng)電流低于30mA時可視為熄滅)；保險絲T。123456(1)按照興趣小組設(shè)計的電路，下列說法正確的是_____。A.按下S1，L1和L2均發(fā)光B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1自動

斷開，L1和L2均發(fā)光C.保溫過程中，S2自動在閉合、斷開

狀態(tài)之間交替切換D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L1發(fā)光，L2熄滅123456CD按下S1后L2支路被短路，則L2不會發(fā)光，A錯誤；當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1斷開，而要溫度降到70℃以下時S2才會閉合，則此時L2可能發(fā)光，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，并聯(lián)的整體再和L2、R2串聯(lián)，RL≈10.42Ω，則回路中并聯(lián)部分的電阻R并≈56.64Ω則回路總電阻R總＝1067.06Ω123456則L2一定發(fā)光，此時并聯(lián)的整體的電壓為U并＝I總R并≈11.89V則流過L1的電流為123456流過L1的電流小于30mA，則L1熄滅，B錯誤；由題知，S2在鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時S2自動閉合，C正確；當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L2支路被短路，則L2不會發(fā)光，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，則此時流過L1的電流為123456(2)簡易電飯煲制作完成后，試用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是__________(填寫各步驟前的字母)。A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)

零旋鈕”，使指針指向歐姆零點C.調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到

零刻度D.測量指示燈L1兩端的阻值E.將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋123456CABDE123456多用電表的操作步驟為：調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度——機械調(diào)零；將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置——選擋；將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指計指向歐姆零點——歐姆調(diào)零；測量指示燈L1兩端的阻值——測量；將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋——關(guān)閉多用電表。故正確順序為CABDE。操作時，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖丙所示，可判斷是____斷路損壞；若指針如圖丁所示，可判斷是_____斷路損壞。(用電路中的元件符號表示)123456L1R1123456由于使用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R2、T均正常，若指針如題圖丙所示，可看出L1兩端有1100Ω左右的電阻，則說明L1始終不亮的原因是L1斷路損壞；若指針如題圖丁所示，可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零，但由于RL＝10.42Ω，此時選用的是“×100”擋，則說明燈泡L1正常，則說明L1始終不亮的原因是R1斷路損壞。5.(2023·江蘇揚州市新華中學(xué)三模)某研究性學(xué)習(xí)小組利用壓敏電阻制作電子秤。已知壓敏電阻在壓力作用下發(fā)生微小形變，它的電阻也隨之發(fā)生變化，其阻值R隨壓力F變化的圖像如圖甲所示，其中R0＝15Ω，圖像斜率k＝1.4Ω/N。小組同學(xué)按圖乙所示電路制作了一個簡易電子秤(秤盤質(zhì)量不計)，電路中電源電動勢E＝3.5V，內(nèi)阻未知，電流表量程為

10mA，內(nèi)阻RA＝18Ω，g取10m/s2。

123456(1)下列操作步驟的正確順序是__________。①秤盤上放置已知重力的重物G，保持滑動變阻器接入電路的阻值不變；讀出此時電流表示數(shù)I；②換用不同已知質(zhì)量的重物，記錄每一個質(zhì)量值對應(yīng)的電流值；③秤盤上不放重物時，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表指針滿偏；④將電流表刻度盤改裝為質(zhì)量刻度盤。123456③①②④123456在本實驗中應(yīng)先讓秤盤上不放重物，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表指針滿偏，然后在秤盤上放置已知重力的重物G，保持滑動變阻器接入電路的阻值不變，讀出此時電流表示數(shù)I，再換用不同已知質(zhì)量的重物，記錄每一個質(zhì)量值對應(yīng)的電流值，最后將電流表刻度盤改裝為質(zhì)量刻度盤，故合理的實驗操作順序為③①②④。(2)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表量程偏小，根據(jù)需要將其量程擴大為100mA，則應(yīng)該給該電流表_______(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為___Ω的電阻。123456并聯(lián)2(3)用改裝后的電流表進(jìn)行操作，若電流表示數(shù)為20mA，則待測重物質(zhì)量m＝_____kg。12345610123456聯(lián)立解得m＝10kg。(4)改裝后的刻度盤，其0刻度線在電流表________(選填“零刻度”或“滿刻度”)處。123456滿刻度由于壓敏電阻阻值R隨壓力增大而增大，則電流表示數(shù)隨壓力增大而減小，所以改裝后的刻度盤，其零刻度線在電流表的滿刻度處。(5)若電源電動勢不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺電子秤稱重前，進(jìn)行了步驟③的操作，則測量結(jié)果_____(填“偏大”“偏小”或“不變”)。123456不變根據(jù)操作過程③可知，當(dāng)電源電動勢不變，而內(nèi)阻增大時，仍可以通過減小滑動變阻器接入電路的阻值使得電流表達(dá)到滿偏，回路中電源內(nèi)阻和滑動變阻器接入電路的總電阻不變，所以測量結(jié)果不變。6.(2023·江蘇南通市海安高級中學(xué)?？?現(xiàn)要組裝一個酒精測試儀，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器。此傳感器的電阻Rx隨酒精氣體濃度的變化而變化，規(guī)律如圖甲所示。酒精測試儀的調(diào)試電路如圖乙所示。目前國際公認(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)是“0.2mg/mL≤酒精氣體濃度<0.8mg/mL”，醉駕標(biāo)準(zhǔn)是“酒精氣體濃度≥0.8mg/mL”提供的器材有：A.二氧化錫