高中物理高考 考点55 传感器-备战2022年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点55 传感器-备战2022年高考物理考点一遍过，共20页。试卷主要包含了传感器，常见传感器元件等内容，欢迎下载使用。
一、传感器
1．定义：传感器是能把力、温度、光、声、化学成分等物理量，按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量（通常是电压、电流等电学量），或转换为电路的通断的元件。
2．工作原理：非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量
二、常见传感器元件
热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻Rt随温度t变化的图线如图甲所示。如图乙所示电路中，热敏电阻Rt与其他电阻构成闭合电路，水平放置的平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当Rt所在处温度升高时，则
A．电压表读数减小 B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率增大
【参考答案】A
【详细解析】当Rt所在处温度升高时，Rt减小，电路总电阻减小，电流变大，路端电压减小，R1电压变大，电容器两端电压减小，则质点P将向下运动，C错误；R3两端电压减小，R3上消耗的功率减小，D错误；R3电流减小，则电流表读数变大，B错误；R2电流变大，两端电压变大，则电压表读数变小，A正确。
【名师点睛】电阻类传感器主要分为金属热电阻和半导体材料电阻两类，前者的电阻率随温度升高而增大，后者的电阻率随温度升高或光照增强而减小。含电阻类传感器的电路问题本质上一般是动态电路问题，解题时要注意外部环境条件和传感器元件电阻的变化趋势。
1．某温控电路的原理如图所示，是半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在的环境中工作，当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备，下列说法中正确的是
A．环境温度降低，的阻值减小
B．环境温度升高，变大
C．滑片P向下移动时，变大
D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度
【答案】D
【解析】A、RM是半导体热敏电阻，环境温度降低时，RM的阻值增大，故A错误；B、环境温度升高时，RM的阻值减小，根据串联电路中电压与电阻成正比，可以知道Uab变小，故B错误；C、滑片P向下移动时，R增大，总电流减小，则Uab变小，故C错误；D、调节滑片P时，可改变Uab，从而改变升温和降温设备启动时的临界温度，所以D选项是正确的。综上所述本题答案是D。
2．（2019·张家界市第一中学高三月考）热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变化的新型材料，可用于测温。某同学利用实验室提供的一种电阻阻值随温度呈线性变化（关系式为：Rt=kt+b，其中k＞0，b＜0，t为摄氏温度）的热敏电阻，把一灵敏电流计改装为温度计。除热敏电阻和灵敏电流计外，还用到如下器材：1．直流电源（电动势为E，内阻不计）；2．滑动变阻器；3．单刀双掷开关；4．标准温度计；5．导线及其他辅助材料。该同学设计电路如下图所示，按如下步骤进行操作。
（1）按电路图连接好器材。
（2）将滑动变阻器滑片P滑到_____（填“a”或“b”）端，单刀双掷开关S掷于_____（填“c”或“d”）端，调节滑片P使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路。
（3）容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I，然后断开开关。请根据温度计的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式（用题目中给定的符号）I=_____。
（4）根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计。根据改装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在_____（填“左”或“右”）侧，刻度线分布是否均匀？_____（填“是”或“否”）。
【答案】（2）a c （3） （4）右 否
【解析】（2）根据实验的原理可知，需要先选取合适的滑动变阻器的电阻值，结合滑动变阻器的使用的注意事项可知，开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端，乙保证电流表的使用安全；然后将单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，设此时电路总电阻为R，断开电路；
（3）当温度为时，热敏电阻的阻值与摄氏温度的关系为：，根据闭合电路的欧姆定律可得：。
（4）由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，所以低温刻度在表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的。
随着电子技术的发展，霍尔传感器被广泛应用在汽车的各个系统中。其中霍尔转速传感器在测量发动机转速时，情景简化如图（a）所示，被测量转子的轮齿（具有磁性）每次经过霍尔元件时，都会使霍尔电压发生变化，传感器的内置电路会将霍尔电压调整放大，输出一个脉冲信号，霍尔元件的原理如图（b）所示。下列说法正确的是
A．霍尔电压是由于元件中定向移动的载流子受到电场力作用发生偏转而产生的
B．若霍尔元件的前端电势比后端低，则元件中的载流子为负电荷
C．在其它条件不变的情况下，霍尔元件的厚度c越大，产生的霍尔电压越低
D．若转速表显示1 800 r/min，转子上齿数为150个，则霍尔传感器每分钟输出12个脉冲信号
【参考答案】BC
【详细解析】A．载流子受磁场力而偏转，故A错误；B．由左手定则可判断出载流子受力向前端偏转，若前端电势变低，意味着载流子带负电，故B正确；C．达到平衡时满足，其中，解得霍尔电压，c越大，UH越小，故C正确；D．每个轮齿经过，都会引发一次脉冲，则每分钟脉冲数量为270 000个，故D错误。
1．霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电势差的效应，人们利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器。这类磁传感器测出的是磁感应强度沿轴线方向的分量。如图甲所示，某同学将磁传感器调零后探究条形磁铁附近的磁场，计算机显示磁感应强度为正，他接下来用探头同样的取向研究长直螺线管（电流方向如图乙所示）轴向的磁场，以螺线管轴线的中心点为坐标原点，沿轴线向右为x轴正方向，建立坐标系。下列图象中可能正确的是
【答案】A
【解析】由电流方向可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，螺线管轴线上磁场向左，因为探头取向不变，故磁感应强度为正，BD错误；螺线管内部轴线上磁感应强度大小恒定，螺线管外部轴线上磁感应强度向两侧递减，A正确，C错误。
2．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲。永久磁铁的左右两侧分别为N、S极，开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，己知电压与车速关系如图丙，以下关于“霍尔转把”叙述正确的是
A．为提高控制的灵敏度，应该使永久磁铁的上下端分別为N、S极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手（手柄转套），车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的前后面输出控制车速的霍尔电压
D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
【答案】B
【解析】由于在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上下端分别为N、S极时，磁场与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，那么霍尔器件不能输出控制车速的电势差，故A错误；当按图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增加，那么霍尔器件输出控制车速的电势差增大，因此车速变快，故B正确；根据题意，结合图乙的示意图，那么永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的电势差，不一定在霍尔器件的前后面，也可能在左右侧面，故C错误；当霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的电势差正负号相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，故D错误；故选B。
传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种压力传感器。当待测压力F作用在可动膜片电极上时，可使膜片发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么
A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容不变
C．若电流计有示数，则压力F发生变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
【参考答案】C
【详细解析】AB．当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式可知电容器的电容将增大故A、B错误；CD．当F变化时，电容变化，而板间电压不变，由Q=CU，故电容器所带电荷量Q发生变化，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有示数；反之，电流计有示数时，压力F必发生变化，故C正确，D错误。
1．如图是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是
A．常温时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下调一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
【答案】ABD
【解析】常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，双金属片向下弯曲，电路断开，AB正确；原来温度上升到80 ℃时断开电源，现在要求60 ℃时断开电源，则断开电源时，双金属片向下弯曲的程度小，弹性铜片触电的位置较高，即应使调温旋钮上调一些，C错误；由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态时，温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，在双金属片向下弯曲程度更大时使电路断开，D正确。
2．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃，下列说法中正确的是
A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热
B．当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性消失，弹簧推动杠杆断开触点
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮不会跳起
D．常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起
【答案】BD
【解析】开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，电路接通，电饭锅加热，因此永磁体不是自动被吸引的，A错误；饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103 ℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，开关按钮跳起，B正确，C错误；如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水在沸腾后温度为100 ℃，不会自动断电，D正确。
1．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时外罩光电三极管接收不到LED发出的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
2．（2019·内蒙古集宁一中高二期末）随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，接监控装置。则下列说法正确的是
①当有人通过遮蔽光线时，之间的电压升高
②当有人通过遮蔽光线时，之间的电压降低
③当仅増大的阻值时，之间的电压升高
①当仅减小的阻值时，之间的电压升高
A．①③B．①④
C．②③D．②④
3．（2019·四川高二期末）如图所示，是温度自动报警器的工作原理图图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计（水银导电）．则下列说法正确的是
A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮
B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭
C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警
D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响
4．（2019·陕西高二期末）霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用。如图为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷定向运动形成，下列说法错误的是
A．M点电势比N点电势高
B．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度
C．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量
D．若保持电流I恒定，则霍尔电压UH与B成正比例
5．（2019·辽宁实验中学高二期中）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地板上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0–t时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则下列判断正确的是
A．t1~t2时间内绝缘重物处于超重状态
B．t2~t3时间内绝缘重物处于失重状态
C．升降机开始时可能停在10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼
D．升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼
6．（2019·北京高三）某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I–t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是
A．电容器放出的总电荷量B．电阻R两端的最大电压
C．电容器的电容D．电源的内电阻
7．如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪可记录发射和接收的时间间隔。测量仪底部有一压力传感器，其输出电压与作用在其上的压力F成正比，表达式为U=kF（k为比例系数）。某同学已知了自己的身高h、质量m和重力加速度g，他想利用该装置测量超声波速度v和比例系数k，他多次研究发现，当他站上测重台时测量仪记录的时间间隔比他没站上时减少了；当他没站上测重台时，测量仪已有输出电压为U0（U0≠0），当他站上测重台时测量仪输出电压为U，那么超声波v与比例系数k为
A．
B．
C．
D．
8．如图是一种风向和风速传感器的原理图。两个收集板极是铜丝网状导体，有良好的导电性和通风能力，粒子源极是一条直径很小的镍铬丝，粒子源极与两收集板极相互平行且等距.粒子源极附近的空气在强电场作用下电离，正离子沿电场方向移动流向收集板极，从而形成正离子电流，由两电流表测量，测量时保持风向与收集板极垂直，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，△I=|I1–I2|，已知有风时正离子的速度为电场引起的速度和风速的矢量和，则
A．若I1>I2，则风向向右
B．若I1>I2，则风向向左
C．风速越大，△I越大
D．风速越大，△I越小
9．光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，图中虚线表示激光，圆柱体表示随为光敏电阻，R1为定值电阻，R2此光电计数器的基本工作原理是
A．当光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获一次高电压就计数一次
10．（2019·荆门市龙泉中学高二月考）霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的，利用霍尔效应制成的霍尔位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿x轴方向均匀变化的磁场，磁感应强度大小B=B0+kx （B0、k均为常数,且k>0）。在传感器中通以如图所示的电流I，则当传感器沿x轴正方向运动时
A．霍尔位移传感器的上、下两表面的电势差U越来越大
B．k越大，位移传感器的灵敏度越高
C．若该霍尔位移传感器是利用电子导电，则其上表面电势高
D．通过该传感器的电流越大，则其上、下两表面间的电势差U越小
11．（2019·江苏启东中学高二期中）如图所示，双金属片上层金属的热膨胀系数______下层金属（填“大于”，“等于”或“小于”），常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触，接通电路.调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离的温度___________（填“升高”或“降低”）；上提弹性铜片，可___________（填“升高”或“降低”）触点的分离温度，从而实现了调温控制.
12．（1）利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高。
①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________（选填“大”或“小”）。
②上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20 ℃（如图甲所示），则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的________（选填“左”或“右”）侧。
③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请在图乙中用图中的器材（可增加元器件）设计一个电路。
（2）图丙为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图丁所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路。
13．（2019·福建省泉州第一中学高二期末）实验室中有一自制电子秤装置，其内部结构如图甲所示，某兴趣小组想测定内部弹簧的劲度系数k。已知电源的电动势为E，内阻可忽略不计，滑动变阻器全长为L，重力加速度为g。当托盘上没有放置重物时，滑片P位于图中a点，闭合开关S，当托盘上放置质量为m的重物时，滑片P随托盘一起下移，稳定后，由电压传感器（内阻无穷大）的示数U及其他给定条件，就可测定弹簧的劲度系数k。完成以下问题：
（1）在弹簧的弹性范围内，随着m的增大，电压传感器的输出电压U_____（填“增大、减小、不变”），电路中的电流_____（填“增大、减小、不变”）。
（2）写出输出电压U与m的关系U＝_____（用k，m，E，L，g表示）。
（3）该兴趣小组通过多次测量的U和m的数值，作出U﹣m图象如图乙所示，若图象的斜率为b，则弹簧的劲度系数k＝_____。
14．传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻）和显示体重大小的仪表A（实质是理想电流表）组成。压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g=10 m/s2。请作答：
（1）该秤零点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘何处？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则这个人的质量是多少？
15．（2017·江苏卷）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
（1）提供的实验器材有：
电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200 Ω）、滑动变阻器R2（0~500 Ω）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干。
为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用_____（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用_____（选填“R1”或“R2”）。
（2）实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图所示的选择开关旋至_____（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针________（选填“偏转”或“不偏转”）。
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是_______________（填写各步骤前的序号）。
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
1．C【解析】由报警器的原理可知发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在三极管上电阻变小与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，所以该传感器是用光传感器实现报警的。A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报，不符合题意；B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报，不符合题意；C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报，符合题意；D．发生火灾时，进入罩内的烟雾。对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报，不符合题意。
2．C【解析】R1为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流减小，之间的电压降低，故①项错误，②项正确；则A，B均错误。由闭合电路欧姆定律得，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，之间的电压升高，故③项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，之间的电压降低，故④项错误，则C项正确，D错误。
3．D【解析】AC、温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警，故A错误，C错误；BD、温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮。故B错误，D正确。
4．A【解析】A．根据左手定则知，正电荷向N点偏转，所以N点这一侧得到正电荷，另一端失去正电荷带负电，所以M点的电势低于N点的电势。故A错误。BD．根据qvB=q 得，UH=Bvd 由电流的微观定义式：I=nesv，n是单位体积内的正电荷数，e是单个导电粒子所带的电量，s是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度。整理得：v，联立解得UH，可知用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度，保持电流不变，霍尔电压UH与B成正比。故B、D正确。C．霍尔元件能够把磁学量转换为电学量。故C正确。
5．C【解析】A．t1~t2时间内电路中电流i比升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态。故A错误。B．t3~t4时间内电路中电流i比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于超重状态。故B错误。C．根据重物的状态可知，若升降机开始时停在10楼，则t1时刻开始，向下加速、匀速、减速，最后停在1楼。故C正确。D．若升降机开始时停在l楼，t1时刻开始向上加速、匀速、减速，重物应先处于超重、既不超重也不失重、失重状态，与上分析不符，故D错误。
6．D【解析】A．根据可知图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即，故选项A可求；B．电阻两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压，故选项B可求；C．根据可知电容器的电容为，故选项C可求；D．电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即，但内电阻没法求出，故选项D不可求。
7．C【解析】设身高体重测量仪高度为L，没有站人时压力传感器的压力为F0，设当测重台上没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，根据超声波的速度和位移关系可得 vt0=2L；根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比可得U0=kF0；当测重台上站人时，测量仪记录的时间间隔为t，同理可得vt=2（L–h），U=k（F0+mg），联立解得，，故C符合题意。
8．BC【解析】AB．若风向向左，单位时间打到左收集极板上正离子数较多，则I1＞I2，选项B正确，A错误；CD．风速越大，则单位时间打到两收集极板的正离子数之差越大，故两电流表的示数之差越大，即△I越大，选项C正确，D错误。
9．BD【解析】AB．当有光照射R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R2两端的电压增大，所以R1两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压，故A不符合题意，B符合题意；CD．当无光照射R1时，R1的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，则R2两端的电压减小，所以R1两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压，则信号处理系统每获得一次高电压就计数一次，所以C不符合题意，D符合题意。
10．ABC【解析】最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有q=qvB，电流的微观表达式为I=nqvS=nqvbc，所以，B越大，上、下表面的电势差U越大。电流越大，上、下表面的电势差U越大。故A正确，D错误。k越大，根据磁感应强度B=B0+kx，知B随x的变化越大，根据知，U随x的变化越大，即传感器灵敏度越高，故B正确。霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向下表面偏转，所以上表面电势高。故C正确。故选ABC。
11．大于 升高 降低
【解析】双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触，接通电路。调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离的温度升高；上提弹性铜片，可降低触点的分离温度，从而实现了调温控制。
12．（1）①小 ②右 ③ （2）
【解析】（1）①因为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大，故电路中电流会减小。②由①的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度应对应较大电流，故在20 ℃的刻度的右侧。③电路如图所示：
（2）由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的阻值减小。根据题意设计一个自动光控电路，如图所示：
控制过程是：当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开；当无光照时，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，工作电路接通，电灯开始工作。
13．（1）增大 不变 （2） （3）
【解析】（1）根据电路图可知，电压表测量ap段的电压，随m增大，p点下移，ap段电阻增大，则电压U增大，而电路中的总电阻为ac段，电阻不变，故总电流不变。
（2）重物放在托盘上静止时有：kx＝mg，根据串联电路特征知电压表的示数为。
（3）作U–m图象，图象的斜率为，则弹簧的劲度系数为。
14．（1）应标在电流表刻度盘1.6×10–2A处 （2）50 kg
【解析】（1）由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表中所示，可得：F=0，R=300Ω，由闭合电路欧姆定律：
即该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘1.6×10–2A处
（2）由闭合电路欧姆定律：
由表中数据得，F=500N，由G=mg，得m=50kg
如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则此人的体重是50kg。
15．（1）E2 R2 （2）C （3）不偏转 偏转 （4）⑤④②③①
【解析】（1）当温度为30 ℃时，热敏电阻阻值为199.5 Ω，继电器阻值约20 Ω，当电流为15 mA时，外电压约为U=0.015×(199.5+20) V=3.3 V>3 V，故电源选E2；当温度为80 ℃时，热敏电阻阻值为49.1 Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值约为，故滑动变阻器选R2。
（2）用多用电表表测量电压，选择开关旋至直流电压挡C处。
（3）若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时有电流通过电表，指针偏转。
（4）50 ℃时，热敏电阻阻值为108.1 Ω，所以应将电阻箱阻值调至108.1 Ω，调节滑动变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为⑤④②③①。
名称
输入物理量
输出物理量
变化规律
干簧管
磁场
电路通断
有磁场电路接通，无磁场电路断开
金属热电阻
温度
电阻
温度越高，电阻率越大
热敏电阻
温度
电阻
温度越高，电阻率越小
光敏电阻
光强
电阻
光照越强，电阻率越小
电容式位移传感器
位移
电容
，改变εr、S、d
霍尔元件
磁感应强度
电压
应变片
形变
电压
拉伸电阻变大，压缩电阻变小
双金属片
温度
电路通断
热膨胀系数不同，升高相同温度，膨胀程度不同
感温铁氧体
温度
电路通断
常温具有铁磁性，温度高于居里温度失去铁磁性