文档内容
专题 12.3 实验十三：传感器的简单应用
1．如图甲所示为一利用光敏电阻测量储液罐中液面高度装置的示意图。当罐中装满液体时，液面与出液
口高度差为h，罐外有一竖直放置的管，管内一侧有沿竖直线排列的多个光敏电阻，另一侧有一列光强稳
定的光源。液面上一浮块与一块遮光板通过定滑轮相连，遮光板可随浮块的升降在管内上下运动，光敏电
阻的总长度和遮光板的总长度都为h。当储液罐内装满液体时，遮光板的上沿与最下面的光敏电阻的下边
缘等高，管内的光均匀地照射在光敏电阻上，光敏电阻和仪表相连。现要求设计一电路以利用上述装置测
量液面的高度。
为将问题简化，假设管内只有3个光敏电阻R、R、R，分别位于管的上端、下端和中央；它们的暗电阻
1 2 3
均为R＝10kΩ，被管内光源照亮时电阻均为R′＝1.0kΩ。给定的仪器还有：直流电源E（电动势为9V，电
阻不计），3个定值电阻，阻值分别为R＝2.5kΩ，R＝1.8kΩ，R＝1.5kΩ；电压表V（量程为0~3V，内阻
4 5 6
可视为无穷大），开关一个，导线若干。
要求：当罐内装满液体时，电压表恰好为满量程。
（1）如图乙所示为某次电压表的示数为________V。
（2）选择合适的定值电阻，在如图丙所示虚线框内画出电路图，并用题中给定的符号标明图中各元件
________。
（3）液面与出液口等高时电压表的示数为________V。（结果保留两位有效数字）
（4）若管内的光强变暗，使得光敏电阻被照亮时的阻值变为1.2kΩ，则定值电阻的阻值应变为
________kΩ，便可达到题目要求。（结果保留两位有效数字）【答案】 1.40 0.43 1.8
【解析】（1）[1]电压表量程为0~3V，每小格表示0.1V，指针示数为1.40V。
（2）[2]当罐内装满液体时，3个光敏电阻均受到光照射，电阻均为1.0kΩ，可把三个光敏电阻串联后再与
定值电阻Rx串联，接在直流电源两端，把电压表接在定值电阻两端，则有
故
Rx＝1.5kΩ
电压表应与电阻R 并联构成电路，当罐内装满液体时，电压表恰好为满量程。电路图如图所示
6
（3）[3]当液面与出液口等高时，光源完全被遮光板遮住，此时三个光敏电阻的阻值均为10kΩ，则电压表
的示数为
（4）[4]若光敏电阻被照亮时的阻值变为1.2kΩ，为使电压表满量程，则定值电阻的阻值变为R′x，R′x满足
解得
R′x＝1.8kΩ
2．小明设计了一种“自动限重器”，如图甲所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电
磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R 和滑动变阻器R 等。压敏电阻R 的阻值随压力F
1 2 1
变化的关系如图乙所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上
摆放物品。已知控制电路的电源电压U=6 V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题：（1）由图乙的图象可知，随着压力F的增大，压敏电阻R 的阻值将___________。
1
（2）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。( )
（3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将___________，当电磁继电器线圈中的电流大小为30 mA
时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800 N，则所选滑动变阻器R 的最大阻值至少为
2
___________Ω。
【答案】 减小 增强 120
【解析】（1）[1]由图乙中的图象可知，压敏电阻R 的阻值随压力的增大而减小；
1
（2）[2]将货物装载机和上触点串联组成工作电路，将R、滑动变阻器R、电磁铁串联接入控制电路；补
1 2
充电路如图所示；
（3）[3]随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将增加。
[4]R 与R 串联
1 2
I=I=I =30mA=0.03A
1 2 max
由图乙可知：F=800N时，R=80Ω，由 得
1
U=IR=0.03A×80 Ω=2.4V
1 1 1
U=U−U=6V−2.4V=3.6V
2 1
即滑动变阻器R 的最大阻值至少为120 Ω。
2
3．传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中 是保护电阻， 是调零电阻（总电阻200Ω），理想电流表量程为
10mA，电源电动势 （内阻不计），压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
（1）有三个规格的保护电阻， 应选的是________（填选项前的序号）。
A．200Ω B．400Ω C．800Ω
（2）选取、安装保护电阻后，要对压力传感器进行调零，调零电阻 应调为________Ω。
（3）现对表盘进行重新赋值，原2mA刻度线应标注________N。
（4）由于电池老化，电动势降为9.8V，传感器压力读数会出现偏差，如果某次使用时，先调零、后测量，
读出压力为1000N，此时电流大小为________mA，实际压力大小为________N。
【答案】 C 100 4000 5 980
【解析】（1）[1]电流表满偏时，电路的总电阻
由图乙可知，当 时，压敏电阻的阻值为 ，由调零电阻 最大为 ，故 只要不小于 即
可。
故选C。
（2）[2]选取、安装保护电阻后，对压力传感器进行调零，电路的总电阻
当 时，电阻为 ， ，故 只要调整为 即可。
（3）[3]电流为 时，电路的总电阻
因为 ， ，压敏电阻为 ，由图像可得压敏电阻R与压力F的关系，可有又
可得
（4）[4]由于电流表指针指在同一位置时，流过表头的电流是相同的，由压敏电阻R与压力F的关系
F=1000N时，压敏电阻为 ，此时电流有
[5]电动势变为 ，重新调零，得 ，则有
故压敏电阻
解得
4．学习了传感器之后，某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻R，想利用热敏电阻的阻值随温度升高而减小
的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示。
他们准备的实验器材如下：干电池（电动势为1.5V，内阻不计），毫安表（量程为10mA、内阻 为
），滑动变阻器 ，开关、导线若干。
（1）若直接将干电池、开关、毫安表、热敏电阻R串接成一个电路作为测温装置，则该电路能测得的最
高温度为______℃。
（2）现在该兴趣小组想让测温范围大一些，使该电路能测得的最高温度为100℃，他们又设计了如图乙所
示的电路图，并进行了如下操作：a．将该热敏电阻R做防水处理后放入100℃的沸水中，一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器可以使毫安
表指针满偏，则调节滑动变阻器 应为______ ；
b．保持滑动变阻器 接入电路的电阻不变，他们在实验室中找来了一瓶水，把热敏电阻R放入水中，一
段时间后闭合开关，发现毫安表的示数为8.0mA，则测得水的温度为______℃。（结果保留两位有效数
字）
c．毫安表的电流值I（单位：mA）和温度t（单位：℃）的关系式为______。-
d．根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值。
【答案】 50 20 6.3
【解析】（1）[1]根据图像可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小。电流表的量程为10mA，所以电路的总
电阻最小值为
可知热敏电阻的阻值为
由R-t图像可知
解得
（2）a．[2]将该热敏电阻R做防水处理后放入100℃的沸水中，由图像可知此时的电阻为100Ω；过一段时
间后闭合开关，调节滑动变阻器R，使毫安表指针满偏此时
1
b．[3]当毫安表的示数为8.0mA时，热敏电阻的阻值为
可得温度为
c.[4]由题意可得毫安表的电流值I（单位：mA）和温度t（单位：℃）的关系式为
5．某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化，这种现象称为“压阻效应”。
已知某压敏电阻的阻值 的变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻
阻值Rx随压力F变化的规律，实验室有如下器材可供选择；
A．压敏电阻（无压力时，阻值 ）；
B．直流电源（电动势为6V，内阻不计）；
C．电流表A（量程为0~100mA，内阻不计）；
D．电压表V（量程为 ，内阻为4kΩ）；
E．定值电阻
F．滑动变阻器R（最大阻值约50Ω）
C． 开关S、导线若干。
（1）某同学设计了图甲实验电路原理图，请在图乙中将实物连线图补充完整。( )
（2）某次压力测试，在电阻Rx上施加力F，闭合开关S，电压表和电流表的示数分别为U和I，则压敏电
阻的阻值为_______________。
（3）改变F的大小，测得不同的Rx值，绘成如图丙所示的 图像，其斜率为k， 和压力F的关系
式为 _______________（用F和k表示）。
（4）按图甲实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻Rx上施加力F，当电流表满
偏时，压力F为_________________N（结果保留到个位数）。【答案】
【解析】（1）[1]根据图甲电路图，在图乙中将实物连线图补充完整，如图所示
（2）[2]根据图甲电路图，由串联分压原理可得，当电压表读数为 时，电阻 分得的电压为 ，则压
敏电阻两端的电压为
由欧姆定律可得，压敏电阻的阻值为
（3）[3]由图丙可得， 和压力F的关系式为
（4）[4]由图丙可得， 图像的斜率为
则 和压力F的关系式为
当电压表和电流表满偏时，压敏电阻的阻值为
可得6．传感器可以感受光强、温度、力、磁感应强度等非电学量，并把它们转换为与之有确定对应关系的电
学量输出。
（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中，在图甲中，热敏电阻的阻值随温度变化对应的图线是
___________（选填“1”或“2”）线。
（2）利用压敏电阻制作的传感器，可用于设计制作“车辆闯红灯违规记录仪”，仪器主要由控制电路和
工作电路组成，如图乙所示，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自
动断开。将控制电路中的压敏电阻埋在路面停止线前侧，压敏电阻阻值随压力的变化如图丙所示。控制电
路中电源的电动势为 ，内阻为 ，继电器线圈电阻为 ，滑动变阻器连入电路的电阻为 ；当控
制电路中的电流大于 时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。
①当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表 的示数会变___________（选填“小”或“大”）。
②只有车辆对压敏电阻的压力超过___________ 后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
【答案】 2 大 ##5000
【解析】（1）[1]热敏电阻阻值随温度的升高而减小，热敏电阻的阻值随温度变化对应的图线是2线；
（2）①[2]当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻减小，
电流增大，电流表的示数会变大。
②[3]压敏电阻阻值为R时，控制电路中的电流等于0.06A，则
解得则
由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为5000N，所以车辆对压敏电阻的压力超过 N后，车辆闯
红灯时才会被拍照记录。
7．热敏电阻是一种常见的感温元件。小明利用热敏电阻自制了一简易温度计，其内部电路由一个电动势
为3V、内阻为5Ω的直流电源，一个量程为30mA、内阻为5Ω的毫安表，一个阻值为10Ω的定值电阻
和一个热敏电阻构成，如图所示。已知所用热敏电阻阻值R随温度t变化的图像如图所示。
（1）闭合开关S，该温度计开始工作，当毫安表示数为3.0mA时，待测物温度为___________°C。
（2）在图中的电流表表盘刻度上标记温度值，下列说法正确的是___________
A．10mA处标记的温度高于20mA处标记的温度
B．10mA处标记的温度低于20mA处标记的温度
C．毫安表相邻刻度对应温度的示数是均匀的
D．毫安表相邻刻度对应温度的示数是不均匀的
【答案】 38.0##38 AD##DA
【解析】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律
解得热敏电阻的阻值
由图像得热敏电阻阻值R随温度t变化的函数关系
解得
当毫安表示数为3.0mA时，待测物温度为38.0°C；
（2）[2]
AB．根据可知电流越大，热敏电阻阻值越小，温度越低，所以10mA处标记的温度高于20mA处标记的温度，故A
正确，B错误；
CD．根据
联立可得
可知电流与温度不是线性关系，所以毫安表相邻刻度对应温度的示数是不均匀的，故D正确，C错误。
故选AD。
8．炎热的夏季，养殖户用自动控温通风系统对养殖场进行控温。要求当养殖场内的温度升高到27℃时，
通风系统立即启动。某同学设计的通风系统工作原理如图甲所示：虚线框内的两接线柱间接测温电阻R 。
T
当R 两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。
1
提供的器材为：
直流电源（电动势E=5V，内阻忽略不计）；
电阻箱R、R（阻值范围均为 ）；
1 2
控制电路模块（电阻可视为无穷大）；
两测温电阻R 、R （工作特性分别如图乙、丙所示）。
T1 T2
根据原理，选择器材，并完成调试：
（1）图甲中测温电阻应选用______（选填“R ”或“R ”）；
T1 T2
（2）接好测温电阻后，为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K 拨到触点b，并将电
2
阻箱R 的阻值调至______kΩ、电阻箱R 的阻值调至______kΩ，再闭合开关K，测试通风系统能否正常工
2 1 1
作。若能正常工作，再将开关K 拨回触点a即可。（本问结果均保留2位有效数字）
2
（3）若长时间使用电阻箱R 老化后的电阻率会变大，若不对其阻值进行调整，当通风系统再次启动时，
1
养殖场内的实际温度要______（选填“高”或“低”）于设定的启动温度27℃。【答案】 R 12 kΩ 18 kΩ 低
T1
【解析】（1）[1]由于当R 两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统
1
立即停止工作。则测温电阻的阻值必定随温度的升高而减小，则图甲中测温电阻应选用R 。
T1
（2）[2][3]由图乙可知，温度为27℃时
为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K 拨到触点b，并将电阻箱R 的阻值调至12
2 2
kΩ，此时R 两端电压
1
U=3V
1
根据闭合电路欧姆定律有
解得
，
（3）[4] 若长时间使用电阻箱R 老化后的电阻率会变大，则其阻值增大，即当测温电阻R 的阻值比较大
1 T1
时，即温度还比较低时，电阻箱R 两端电压已经达到3V，通风系统开始启动，此时，养殖场内的实际温
1
度要低于于设定的启动温度27℃。
1．（2022·山西·怀仁市第一中学校模拟）为了建设安全校园，某校物理教师带领学生兴趣小组，利用光敏
电阻和电磁继电器，为学校教学楼内所有楼梯口的照明灯安装了亮度自动控制装置。如图所示（a）为他
们设计的原理图，R 为光敏电阻（阻值随亮度的增加而减小），R 为滑动变阻器，电磁继电器的衔铁由软
0 1
铁（容易磁化和消磁）制成，R 为电磁铁的线圈电阻，K为单刀双掷开关。
2
（1）为使楼内亮度降低到一定程度照明灯自动点亮，亮度升高到一定程度照明灯自动熄灭，单刀双掷开
关应置于___________（选填“a”或“b"）。（2）为了提升校园安全系数，使照明灯在不太暗的时候就点亮，滑动变阻器接入电路的电阻应
____________（选填“调大”或“调小”）。
（3）已知直流电路中的电流达到10mA时电磁继电器的衔铁正好会被吸下，R 从正午最亮到夜晚最暗的阻
0
值变化范围为50~200Ω，R 约为5Ω，直流电源电动势E＝3V，内阻r约为1Ω，现有三个最大电阻阻值分
2
别为100Ω、300Ω.3000Ω的滑动变阻器，为实现调控目标R 最好应选择最大阻值为_______Ω的滑动变阻
1
器。
（4）兴趣小组同学想要对原设计进行改进，使亮度降低到一定程度触发衔铁吸下，请你在图（b）的虚线
框中用笔画线代替导线重新连接直流电路中c、d、e、f、g、h各点，以实现这一改进目标_______。
【答案】 b 调大 300
【详解】（1）[1]亮度降低 变大，电流减小，电磁铁吸力减小，衔铁被放开，此时照明灯应被点亮，所
以单刀双掷开关应接b。
（2）[2]电磁继电器的衔铁被吸下或放开有一个电流的临界值，对应一个总电阻的临界值，所以滑动变阻
器调得越大，对应 的触发值越小，能使照明灯在不太暗的时候就点亮。
（3）[3]电动势3V，触发电流10mA，可得对应总电阻为300Ω。滑动变阻器选100Ω， 可触发的阻值范
围约为194~200Ω，范围太小，对应亮度太低；300Ω的阻值足够调控，对应 触发值范围足够大；3000Ω
阻值太大，对于某一亮度对应阻值的调节不精准。
（4）[4]为了实现“亮度降低到一定程度触发衔铁吸下”可让 与电磁铁并联，这样亮度降低时 增大，电磁铁电流增大，可触发衔铁被吸下。
2．（2022·湖南·长郡中学模拟）某实验小组要利用热敏电阻制作一个温度计，设计的电路图如图甲所示。
实验室提供的器材如下：
A．电源 （电动势为1.5V，内阻不计）
B．电源 （电动势为6.0V，内阻不计）
C．电压表V（量程为3V，内阻为 ）
D．定值电阻 （阻值为 ）
E．定值电阻 （阻值为 ）
F．开关、导线若干
所用热敏电阻 的阻值随温度变化的数据如下表：
20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
900.0 725.0 486.0 360.0 293.0 252.0 220.0
（1）为使20℃~80℃范围内的温度在电压表的表盘上有最佳显示，电源应选用__________，定值电阻
应选用___________（填器材前的字母序号）；
（2）请在如图乙所示的电压表表盘上标出20℃、50℃、70℃对应的位置。( )【答案】 B D
【详解】（1）[1]由于电压表的量程为3V，内阻为 ，由表格知在20℃~80℃范围内的温度，热敏电
阻的阻值变化范围为 ；由图甲电路结构可知，为使20℃~80℃范围内的温度在电压表的表盘
上有最佳显示，则电源电压应选择大于3V的电源，即选B；
[2]由于电压表与定值电阻并联再与热敏电阻串联，根据热敏电阻的特点，温度越高，阻值越小，为使
20℃~80℃范围内的温度在电压表的表盘上有最佳显示，则定值电阻与电压表并联的总阻值应与80℃热敏
电阻的阻值相差不大，故定值电阻应选择D。
（2）[3]根据图甲可得电压表与定值电阻并联的总阻值为
由表中提供数据，可求得温度为20℃、50℃、70℃电压表对应的读数为
则在电压表表盘上标出20℃、50℃、70℃对应的位置如图所示
3．（2022·重庆市江津第八中学校模拟）半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变
化而改变。现有A和B两个压力传感器：
（1）利用如图甲所示的电路测量传感器在不同压力下的阻值 ，其阻值约几十千欧，实验室提供以下器
材：
电源电动势为电流表A（量程 ，内阻约为 ）
电压表V（量程 ，内阻约为 ）
滑动变阻器 （阻值 ）
为了提高测量的准确性，开关 应该接___________（填“①”或“②”），开关 应该接___________
（填“③”或“④”）。
（2）实验测得A和B两个压力传感器的阻值 随压力F变化的关系图像如图乙所示。利用压力传感器设
计了自动报警分拣装置如图丙所示，图中 为压力传感器，R为滑动变阻器，电源电动势为 （内阻不
计）。当蜂鸣器（可视为断路）两端的电压大于 时，会发出警报。分拣时将质量不同的物体用传送带
运送到压力传感器上，若要将质量超过 的货物实现报警分拣，则___________（填“A”或“B”）压
力传感器的灵敏度更高（灵敏度指电阻值随压力的变化率， ）。
（3）仍用图丙所示的自动报警分拣装置，某次分拣产品时选择B压力传感器，若R调为 ，该分拣装
置可以实现将质量超过___________ 的物品进行分拣（结果保留两位有效数字），若要分拣质量更大的
物品，应该将R的滑片向___________（填“上”或“下”）移动。
【答案】 ② ③ A 0.060 下
【详解】（1）[1][2]根据题意可知，压力传感器的阻值约几十千欧，因此有为了提高测量的准确性，应采用电流表内接法，即开关 接②。实验需要测量多组数据，且电压从零开始
变化，实验时滑动变阻器要用分压方式接入电路，因此开关 应该接③。
（2）[3]根据灵敏度指电阻值随压力的变化率，由图乙可知，A压力传感器在压力大于 的时候灵敏度更
高，故选A压力传感器更灵敏。
（3）[4][5]当滑动变阻器的阻值为 时，要使得蜂鸣器两端的电压大于 ，则B压力传感器的电阻
值应该小于 ，由图乙可知，此时对应的压力大小为 ，即对应的物品质量为 。若要分拣
质量更大的物品，则滑动变阻器的阻值应该减小，由图丙可知，拨片应该向下移动。
4．（2022·湖北·恩施市第一中学模拟）电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用
的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。
（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的I－U图像如图3所示，那么他们应该选用图______电路（填“甲”或
“乙”）；
（2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4
所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻 ，热敏电阻消耗的电功率为______W（结
果保留3位有效数字）；（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为
5.0V（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为3.0V，即发
光二极管两端电压 时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验
要求当热敏电阻的温度高于 时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻______（填“ ”或“ ”）为
定值电阻，其阻值应调为______Ω（结果保留3位有效数字）。
【答案】 乙 52.5
【详解】（1）[1]描绘热敏电阻的伏安特性曲线，要求电压从0开始调节，故选择分压电路乙。
（2）[2]设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据得
作出图线如图所示
图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为6mA，故电功率
（3）[3][4]由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压 时点亮，则有 分压随
总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比， 为热敏电阻，由图5可知，当温度为
38.5℃时，热敏电阻阻值由闭合电路欧姆定律列出表达式，有
解得
5．（2022·辽宁沈阳·三模）饮酒驾车，害人害己．目前查酒驾的常用办法是测量驾驶员呼出的气体酒精浓
度，依据国家酒驾、醉驾处罚标准，驾驶员呼出的气体酒精浓度大于 小于等于 是酒驾，
大于 是醉驾。某实验小组要利用一种二氧化锡半导体气体酒精传感器组装一个气体酒精测试仪，
现有器材如下：
A．二氧化锡半导体酒精传感器 ；
B．电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用）；
C．直流电源（电动势为4V，内阻不计）；
D．电阻箱（最大阻值为 ）；
E．定值电阻 （阻值为 ）；
F．定值电阻 （阻值为10Ω）；
G．单刀双掷开关一个，导线若干。
该传感器电阻 随气体酒精浓度的变化而变化，具体数据见下表：
60 40 30 20 10
气体酒精浓度
0 50 90 140 360
（1）请根据上表数据在坐标系中描绘出 关系曲线______（2）图乙是该小组设计的酒精测试仪的电路图，为使伏特表不超量程，图乙的定值电阻R应该选择
______（ 或 ）。
（3）该实验小组首先按照下列步骤标注此测试仪刻度：开关向b端闭合，逐步减小电阻箱的阻值，电压表
的示数不断变大。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“气体酒精浓度 ”，若电阻箱调
为30Ω，电压表指针对应的刻度应标注为______ ；以此类推，逐一标注后再将开关向a端闭合，测
试仪即可正常使用。
（4）一同学将标注好的酒精测试仪靠近某瓶口，发现电压表读数为0.80V，则测得的酒精浓度为______
。
【答案】 见解析 R 90 50
2
【详解】（1）[1]描点，用光滑曲线连接各点，如图所示
（2）[2]传感器电阻阻值最小时，电压表不会超过量程，根据欧姆定律
代入数据可得
故选R。
2（3）[3]当电阻箱调为30Ω，对应酒精浓度为90 mg/m3，因此电压表指针对应的刻度应标为90 mg/m3。
[4] 根据欧姆定律可得
代入数据可得传感器电阻
对应酒精浓度为50 mg/m3。
6．（2022·辽宁·沈阳二中三模）如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组
成的简易温控开关，继电器的电阻为80Ω。当继电器电流超过10mA时，衔铁吸合，加热器停止加热，实
现温控。为继电器线圈供电的电池E的内阻不计。图中“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）提供以下实验器材：电源E(3V)，电源E(6V)，滑动变阻器R（0~20Ω），滑动变阻器R
1 2 1 2
（0~200Ω），热敏电阻R，电阻箱（0~999.9Ω），开关S，导线若干。
t
为使该装置实现对20~60℃之间任意温度的控制，电源E应选______（填“E”或“E”）；滑动变阻器应
1 2
选______（填“R”或“R”）。
1 2
（2）为了实现恒温系统保持温度为30℃，实验时进行了以下操作：
①断开开关，滑动变阻器调节至最大，将电阻箱调节到一固定的阻值______Ω；
②将单刀双掷开关向c端闭合；
③缓慢调节滑动变阻器的阻值观察到继电器的衔铁恰好被吸合；
④保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关另一端闭合，恒温箱系统正常工作；
（3）若恒温箱系统要保持温度为30℃，则需把滑动变阻器调节到______Ω；若恒温箱系统要保持温度为
35℃，则滑动变阻器正常工作时必须向______（填“左”或“右”）移动滑动触头。
【答案】 E R 90 130 右
1 2
【详解】（1）[1][2]根据图线，20℃时热敏电阻的阻值为140Ω，60℃时热敏电阻的阻值为30Ω，若电源选
择E(3V)，滑动变阻器选择R（0~200Ω），20℃时，根据闭合电路欧姆定律
1 2
60℃时，根据闭合电路欧姆定律可以满足实验要求，所以电源选择E，滑动变阻器选择R；
1 2
（2）[3]根据图甲可知30℃时热敏电阻对应阻值为90Ω， 因此需将电阻箱阻值调到90Ω；
（3）[4]当恒温箱内的温度保持30℃，热敏电阻对应阻值为90Ω，应调节滑动变阻器R的阻值，使电流达
到10mA，由闭合电路欧姆定律得
解得
即滑动变阻器R的阻值应调节为130Ω；
[5]恒温箱系统要保持温度为35℃，热敏电阻阻值变小，滑动变阻器R的阻值必须变大，即向右移动滑动触
头。
1．（2020·全国·高考真题）已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某
同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为
20 Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 Ω）。
(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图________________。
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电
阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ
（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示。(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图（a）求得，此
时室温为_____℃（保留3位有效数字）。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E为直流电源
（电动势为10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器（图中未画出）
报警。若要求开始报警时环境温度为50℃，则图中_________（填“R”或“R”）应使用热敏电阻，另一固
1 2
定电阻的阻值应为_________kΩ（保留2位有效数字）。
【答案】 1.8 25.5 R 1.2
1
【解析】(1)[1]滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接。连线如图
(2)[2]由部分电路欧姆定律得
(3)[3]由图(a)可以直接可读该电阻的阻值为2.2kΩ对应的温度为25.5℃。
(4)[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所
以R 为热敏电阻。
1
[5]由图线可知，温度为50℃时，R=0.8kΩ，由欧姆定律可得
1
，
代入数据解得
2．（2008·四川·高考真题）图1中所示装置可以用来测量硬弹簧（即劲度系数较大的弹簧）的劲度系数
k．电源的电动势为E，内阻可忽略不计．滑动变阻器全长为l，重力加速度为g，V为理想电压表．当木板
上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图1中a点，此时电压表示数为零．在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移．由电压表的示数U及其它给定条件，可计算出弹簧的劲度系数
k．
（1）写出m、U与k之间所满足的关系式．________
（2）已知E = 1.50V，l =12.0cm，g=9.80m/s2．测量结果如下表：
m（kg） 1.00 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50
U（V） 0.108 0.154 0.290 0.446 0.608 0.740
①在图2中给出的坐标纸上利用表中数据描出m－U直线．______
②m－U直线的斜率为______________kg/V．
③弹簧的劲度系数k=______________N/m．（保留3位有效数字）
【答案】 10.1 1.24×103
【解析】(1)[1]因重力与弹力平衡，则有：mg=kx
又
联立解得：
(2) ①[2]根据m-U的关系，知m-U成正比，图线如图所示②[3]通过图线求出斜率为： kg/V；
③[4]已知 ，所以
N/m．
3．（2019·全国·高考真题）某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压
U与温度t的关系，图中V 和V 为理想电压表；R为滑动变阻器，R 为定值电阻（阻值100 Ω）；S为开
1 2 0
关，E为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出．图（b）是
该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U-t关系曲线．回答下列问题：
（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V 的示数为
1
U=______mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻_____（填“变大”或
1
“变小”），电压表V 示数_____（填“增大”或“减小”），此时应将R的滑片向_____（填“A”或
1
“B”）端移动，以使V 示数仍为U．
1 1
（2）由图（b）可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为
=_____×10-3V/℃（保留2位有效数字）．【答案】 5.00 变小 增大 B 2.8
【解析】（1）U=IR =100Ω×50×10-6A=5×10-3V=5mV由 ，I不变，温度升高，U减小，故R减小；
1 0
由于R变小，总电阻减小，电流增大；R 两端电压增大，即V 表示数变大，只有增大电阻才能使电流减小，
0 1
故滑动变阻器向右调节，即向B端调节．
（2）由图可知， =2.8×10-3V/℃
4．（2009·山东·高考真题）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开头可采用
光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度
越大，照度单位为Lx）．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：
照度
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
（lx）
18
电阻(k ) 75 40 28 23 20
①根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线___________，并说明
阻值随照度变化的特点_________．
②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个
简单电路．给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图_________．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
光敏电源E(电动势3V，内阻不计)；
定值电阻：R =10k ，R =20k ，R =40k （限选其中之一并在图中标出）
1 2 3
开关S及导线若干．
【答案】 光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示．
特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 电路
原理图如图所示．
【解析】（1）光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示．
特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．
（2）电路原理图如图所示．
控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（Lx）时启动照明系
统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电
阻阻值为10kΩ，即选用R ．
1
5．（2018·全国·期末）某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性,现有器材：直流恒流电源(在正常工作状
态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图中的实物图上连线___；
(2)实验的主要步骤
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关_________、_________断开开关；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图R－t关系图线，请根据图线写出该热
敏电阻的R－t关系式R=________+________t(Ω)(保留三位有效数字)。
【答案】 记下电压表示数 记下温度计的示
数 100 0.400
【解析】(1)[1]电压表应与热敏电阻并联，连线图如图所示
(2)[2][3]由实验原理可知，实验中要描绘电压和温度间的关系，故实验的主要步骤应是记下电压表和温度计的示数；
(3)[4][5]根据图R－t关系图线和一次函数概念，应写成R=kt+R 的形式，从图象可知
0
、
所以该热敏电阻的R－t关系式应为
6．（2009·宁夏·高考真题）青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能。用光敏电
阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模
型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。
利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结
构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流
大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通。励磁
线圈中允许通过的最大电流为100 mA。
（1）利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图 _______________________________。
光敏电阻R，符号
1
灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号
保护电阻R，符号
2
电磁开关，符号
蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干。
（2）回答下列问题：
①如果励磁线圈的电阻R 为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________ V，保护电阻R 的阻值范围
线 2为________ Ω。
②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接
通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明 ___________________
____________________________________________________________________。
③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子_______________________________。
【答案】 20 把触点从弹簧片右侧移到弹簧片
左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开 电磁起重机
【解析】（1）[1]要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，
3、4与路灯串联，则电路图如图所示
（2）①[2]由U＝IR得励磁线圈允许加的最大电压
U ＝I R＝0.1×200V＝20V
m m
[3]依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得
R ＝
2min
R ＝ ＝ ＝320Ω
2max
因此保护电阻R 的阻值范围为160~320 Ω；
2
②[4]把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4
之间断开；
③[5]电磁起重机。
