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《高考物理选择性必修实验最新模拟题精练》
专题8 传感器元件性能探究
1. （2024 安徽安庆市二模）某半导体材料制成的压敏电阻的阻值随所受压力的增大先减小后趋于不变，某同
学利用伏安法量其阻值随压力的变化关系。除该压敏电阻外，实验中还用到的器材有：电源E、开关S、滑动
变阻器R（最大阻值为10Ω）、电压表（内阻约为2000Ω）和毫安表（内阻Rg=10Ω）。实验时，将压敏电阻置
于水平地面上，记录不同压力下电压表和毫安表的示数，计算出相应的压敏电阻阻值。实验得到该压敏电阻阻
值R 随压力F 变化的曲线如图乙所示（重力加速度g 取10m/s2）。
（1）实物连图中还有两条导线没有连接，请你补充完整_________。
（2）若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为6V 和30mA，则此时压敏电阻的阻值______。
（3）某工厂车间操作时需两位单个质量均不低于70kg（含所穿的防护服）的操作人员同时进入，单人不可进
入，双人单个质量小于70kg 也不可进入。将上述实验中两个相同的压敏电阻并联可以制作一个控制电路，其
电路的一部分如图丙所示，图中，E 为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略），电磁继电器电阻可视为恒定，
其大小为
。图中为踏板空置，电动门处于闭合状态，若两个满足质量要求的操作人员同时站在踏板
上且电流表（内阻Rg=10Ω）示数不小于40mA 时，电动门控制电路将打开电动门，操作人员方可进入车间，则
图中电阻R 的阻值应为________Ω；现因装备改良，可要求两位操作人员单个质量均不低于65kg 时即可进入车
间，则电阻R 的阻值需要调________（选填“大”、“小”）。
【参考答案】（1）
（2）190
（3） ①. 80 ②. 小
【名师解析】
（1）由于电流表内阻已知，则电流表采用内接法，由于滑动变阻器最大阻值较小，采用分压式接法，如图：
1
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（2）根据欧姆定律可知
Ω
（3）[1]两个人的压力为1400N，可知压敏电阻阻值为
=300Ω，根据闭合电路欧姆定律有
其中I=40mA，解得
[2]由图可知压力变小，电阻
变大，为满足条件，则电阻R 的阻值需要调小。
2. （2024 年2 月广东大联考） 某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻
的压阻效应，然
后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻
的阻值变化范围为50Ω~250Ω。供选择的实验器材
如下：
A．电源E（电动势为3V，内阻不计）
B．电流表
（量程为3mA，内阻
）
C．电流表
（量程为30mA，内阻
约为1Ω）
D．电压表V（量程为15V，内阻约为5kΩ）
E．电阻箱
（0~9999.9Ω）
F．定值电阻
G．开关S 及导线若干
2
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（1）为了较准确地测量电阻
，请在图甲中虚线框内将测量电阻
的实验电路图补充完整，并在图中标出
所选器材的符号。________
（2）要测量电阻
，在电阻
上加一个竖直向下的力F，闭合开关S 后，根据所设计的电路需要测量和记录
的物理量有________。
A．通过电流表
的电流
B．通过电流表
的电流I2
C．电压表V 两端的电压U D．电阻箱
的电阻
（3）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻
随所加外力F 的
–F 图像，如图乙所示。该同学将这种压
敏电阻
与一个量程为3V 的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源
，内阻
不计，为了使改装后的压力表的量程为0~100N，压力为100N 时对应电压表3V 的刻度，则定值电阻
________Ω，电压表2V 刻度对应压力表________的刻度。
【参考答案】 （1） ①.
（2）②. ABD##BAD##DAB##DBA##BDA##ADB
（3）③. 150 ④. 50N
【名师解析】
（1）[1]由于器材中所给电压表的量程远大于电源电压，所以需要用电流表与电阻箱串联改装成电压表，实验
电路如下图所示
3
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（2）[2]由实验原理可知，电流表A1和R1串联后和Rx并联，根据欧姆定律得
所以需要读取的数据为电流表A1和A2的读数I1、I2，电阻箱的阻值R1，故ABD 正确，C 错误。
故选ABD
（3）[3]由图乙可知
由图丙利用欧姆定律得
由题意，F=100N 时，U=3V 可得
[4]将U=2V 代入，得
F=50N
3. （2024 山东威海期末）某同学查阅资料后发现，金属丝的电阻率ρ 随温度变化的规律为ρ=ρ0（1+αt），其
中α 称为电阻温度系数，ρ0是金属丝在t=0℃时的电阻率。该同学利用实验室中的器材测定某种金属丝的电阻
温度系数。实验的主要步骤如下：
a.将满偏电流Ig=120mA、内阻rg=2.0Ω 的灵敏电流计并联一电阻R，改装成量程为0.6A 的电流表；
b.用螺旋测微器测量金属丝的直径；
c.将金属丝接入如图甲所示的电路中，用米尺测量金属丝接入电路中的有效长度；
d.闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，测量金属丝的温度并记下电压表及灵敏电流计的多组示数；
e.改变金属丝的温度，重复实验；
f.算出不同温度下金属丝的电阻率，将电阻率与温度的数据在坐标纸中描出点迹，如图乙所示。
请回答以下问题：
（1）R=______Ω。
（2）某次测量螺旋测微器的读数如图丙所示，则读数为______mm。
（3）某次实验中，电压表的示数为2V，灵敏电流计的示数为100mA，则金属丝的电阻为______Ω。
（4）该金属丝的电阻温度系数α=______℃-1（结果保留2 位有效数字）。
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【参考答案】 ①. 0.5 ②. 0.872（0.871~0.873） ③. 3.6 ④. 0.40
【名师解析】
（1）[1]将满偏电流Ig=120mA、内阻rg=2.0Ω 的灵敏电流计并联一电阻R，改装成量程为0.6A 的电流表，则有
（2）[2]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（3）[3]根据图甲的实验原理，金属丝的电阻为
（4）[4]将图乙中点迹用直线连接起来，使点迹均匀分布在直线两侧，如图所示
金属丝的电阻率ρ 随温度变化的规律为
结合图像有
，
解得
4（2024 湖南名校联考）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。
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(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的I—U 图像如图3 所示，..那么他们选用的应该是图 电路（选填“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R0=80Ω。每个热敏电阻消耗的电功率为 W（结果保
留2 为有效数字）
（3）热敏电阻的阻值随温度变化如图5 所示。在设计的电路中（如图2 所示），已知电源电动势为6.0V（内
阻不计），电路中二极管为红色发光二极管的启动（导通）电压为4.0V，即发光二极管两端电压U≥4.0V 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38.5℃时
红灯亮且铃响发出警报，其中电阻 （选填“R1”或“R2”）为定值电阻，其阻值应该调为 （结
果保留2 位有效数字）
【参考答案】（1）乙 （2）0.021W （3）R2 77Ω
【名师解析】（1）根据热敏电阻如图3 所示的I—U 图像，可知电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器分压
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式接法，所以他们选用的应该是图乙电路。
（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，E=2U+IR0
代入数据得 U=3-40I
在图3 中作出U=3-40I 对应的图线。
图线与热敏电阻的伏安特性曲线的交点表示此时热敏电阻的电压U=2.7V,电流I=7.9mA
每个热敏电阻消耗的电功率为P=UI=0.021W
（3）由于热敏电阻阻值随温度升高而降低，要使发光二极管电压U≥4.0V 时被点亮，则有R2分压随总电阻的
减小而增大，根据串联电路的电压之比等于电阻之比，可知R1 为热敏电阻，由图5 可知，当温度为38.5℃时，
热敏电阻阻值R1=38.5Ω
由串联电路规律，
=
，
解得：R2=77Ω
5. （2023 陕西宝鸡期末）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合
适的器材。
(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧
姆调零旋钮，使指针指向右边“
”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右
偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而________。
(2)再按图示连接好电路进行测量。
①闭合开关
前，将滑动变阻器
的滑片滑到________端(填“
”或“
”)。
将温控室的温度设置为
，电阻箱
调为某一阻值
。闭合开关
，调节滑动变阻器
，使电压表和电流
表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、
和
。断开开关
。
再将电压表与热敏电阻
端间的导线改接到
端，闭合开关
。反复调节
和
，使电压表和电流表的示数
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与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值
。断开开关
。
②实验中记录的阻值
________
(填“大于”“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值
＝________。
(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。
【参考答案】. (1)短接 减小 (2)①b ②大于 R01－R02
【名师解析】（1）多用电表测量电阻，选择适当倍率的欧姆挡，先欧姆调零，即将两表笔短接，调节欧姆调
零旋钮，使指针指向右边“
”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转
角度越大，说明电阻减小，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而减小。
（2）①此电路为滑动变阻器限流接法，闭合开关
前，将滑动变阻器
的滑片滑到接入电路最大电阻位置，
即b 端。②根据题述测量过程可知，两次测量电压表和电流表的示数相同，说明测量电路的等效电阻相同，即
R01=RT+R02，即R01大于R02，此时热敏电阻阻值
＝R01－R02。
6．（10 分）（2024 广东摸底四校联考）小强同学通过实验探究某一特殊金属电阻的阻值随温度的变化关系。已
知该金属电阻在常温下的阻值约为 30 Ω，其阻值 R 随温度 t 的升高而增大。实验电路如图 1 所示，控
温箱用以调节金属电阻的温度。实验时闭合开关S，先将开关K 与 1 端闭合，调节金属电阻的温度，分
别记下温度 t1，t2，…和电流表的相应示数 I1，I2，…然后将开关K 与 2 端闭合，调节电阻箱使电流表
的示数再次为 I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数 R1，R2，…
回答下列问题：
（1）本实验采用的测电阻方法是
。（填选项前的字母）
A．半偏法
B．等效替代法
C．伏安法
（2）有以下两种电流表，实验电路中应选用
。（填选项前的字母）
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A．量程 0~200 mA，内阻约 2 Ω B．量程 0~0.6A，内阻可忽略
（3）实验过程中，若要将电阻箱的阻值由 9.9 Ω 调节至 30.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、
“c”，为避免电流表过载，正确的操作顺序是
。（填选项前的字母）
A.
将旋钮 a 由“0”旋转至“3”
B.
将旋钮 b 由“9”旋转至“0”
C.
将旋钮 c 由“9”旋转至“0”
（4）实验记录的 t 和 R 的数据见下表，请根据表中数据，在如图 2 所示的方格纸上作出 R-t 图线。
由图线求得 R 随 t 的变化关系为 R= Ω。
温度 t（℃）
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值 R（Ω）
29.6
30.4
31.1
32.1
32.8
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【参考答案】（1）B（2）A（3）ABC （4）
0.04t+28.8
【名师解析】（1）根据题图 1 所示，在保证滑动变阻器及电流表示数不变的情况下， 将开关
由 1 转至 2 中，电阻箱的阻值会和金属电阻一样，因此整个实验使用的 方法是等效替代法，B
正确。
（2）已知电源的电动势为 3.0 V，R 在常温下阻值约为 30 Ω，滑动变阻器的阻 值为 0 时，电
路中的最大电流约为 Imax＝
=3 /30 A＝0.1 A=100 mA，当滑动变阻器 的 阻 值 最 大 为 30
Ω 时 ， 电 路 中 的 电 流 最 小 约 为 Imin =
= 0.05 A =50 mA，考虑到准确性原则，
所以电流表应选择A
（3）将电阻箱阻值由 9.9 Ω 调节到 30.0 Ω，要考虑到安全性原则，如果先把旋 钮 b、c 调节
到 0，这样做很危险，电路中的电流过大可能会损坏电表，应该先 把电阻箱阻值调大再慢慢减
小，以确保电路的安全，操作步骤是先将旋钮 a 由“0”
旋至“3”，然后将个位数及小数位旋转至 0，所以正确的顺序是 ABC（或 ACB）。
（4）描点画图，如答案图所示，由图像可得 R 随 t 的变化关系为 R=0.04t+28.8。
7．（8 分）(2023 广东茂名期末)随着现代生活节奏加快和人民生活水平的提高，暖奶器成为很多新生儿家
庭的必备物品。某物理兴趣小组利用热敏电阻设计了如图甲所示的奶液加热电路。（计算结果均保留三位
有效数字）
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（1）兴趣小组首先测出热敏电阻的
图像如图乙所示，实验过程中电压表示数可以从0 开始调节，他
们应该选用下图中的__________（填“丙”或“丁”）。
（2）已知电源电动势为3.0 V，内阻为
，定值电阻阻值为
，若直接将电源、定值电阻和热敏
电阻构成闭合回路，此时该热敏电阻的阻值
，应该为__________
。
（3）若热敏电阻的阻值随温度变化如图戊所示，图甲原理电路中，电源电动势为5.0 V（内阻不计），当
控制开关两端电压大于3.0 V 时，加热系统进入加热模式，否则加热系统切换为保温模式。现在要求奶液
的温度保持为40.0℃，若温度低于40.0℃，系统自动进入加热状态，否则系统进入保温状态。则甲电路中，
电阻__________（填“
”或“
”）为定值电阻，其阻值应为__________
。
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【参考答案】．（1）丙（2 分）
（2）
（
，2 分）
（3）
（2 分）
（2 分）
【名师解析】（1）由图乙可知电压从0 开热变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，该兴趣小组选用的是
丙电路。
（2）将电源、定值电阻、热敏电阻串联，则电源和定值电阻组成的等效电源的电动势为
，内阻为
，在图乙中做出等效电源的
曲线，读出其与热敏电阻
曲线的交点坐标为
，
。
（3）由图甲可知控制开关两端的电压为电阻
两端的电压，则
，由图戊可知热敏电阻的
阻值随温度降低而增大，梖据题意可知温度降低
应增大，即电阻
减小或电阻
增大，综上可得电阻
为定值电阻；根据题意可知系统自动进入加热状态需满足
，由图戊可知当
时，热敏
电阻的阻值为
，代入数据可得定值电阻
的阻值应为
。
8．（2023 年7 月河南新乡高二期末）（8 分）力敏电阻被广泛应用于汽车电子、医疗设备以及工业机器人
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等领域。为了研究现有一可视为纯电阻的力敏电阻（型号FSR408）的电阻值随着表面所受压力的变化而
变化的情况，新华中学课外兴趣小组的同学设计的实验电路如图所示，已知该力敏电阻的电阻值在
之间变化。除了型号为FSR408 的力敏电阻外，兴趣小组现有的器材还有：
直流电源E（电动势约为6V，内阻约为1Ω）；
电压表
（量程为6V，内阻约为3kΩ）；
电压表
（量程为15V，内阻约为5kΩ）；
电流计
（量程为3mA，内阻为11Ω）；
滑动变阻器
（最大阻值为10Ω，额定电流为3A）；
滑动变阻器
（最大阻值为1kΩ，额定电流为
）；
开关及导线若干。
（1）实验中要求尽量减小误差，应保证电表在测量时其最大示数超过量程的一半，则滑动变阻器应选择
________（填“
”或“
”），电压表应选择________（填“
”或“
”）。
（2）为了在实验中使电流计符合实验要求，需要给电流计并联一个阻值为________
的定值电阻，就可
以将该电流计改装为量程36mA 的电流表。
（3）已知力敏电阻（型号FSR408）的电阻值随着表面所受压力的增大而减小。实验中先将滑动变阻器的
滑片P 移至左端，再闭合开关
，在给该力敏电阻施加较大的压力时，开关
需要处于________（填
“断开”或“闭合”）状态。移动滑片P 至合适位置，若此时电压表示数为量程的三分之二，电流表示数
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为量程的四分之三，则此时力敏电阻对应的阻值为________
（结果保留三位有效数字）。
【参考答案】．（1）
（1 分）
（1 分）
（2）1（2 分）
（3）闭合（1 分） 148（3 分）
【名师解析】（1）为了便于操作，则滑动变阻器应选择
，为了保证电压表在测量时其最大示数超过量
程的一半，电压表应选择
。
（2）为了在实验中使电流表符合实验要求，需要给电流表并联一个小阻值的定值电阻，根据欧姆定律有
，解得
。
（3）根据题意可知，给该力敏电阻施加较大的压力时，力敏电阻的阻值较小，流过力敏电阻的电流较大，
电流表应选择大量程，对应的开关
需要闭合；根据欧姆定律，力敏电阻对应的阻值
。
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