2024年高考物理选择性必修第二册大一轮复习：第五章传感器

这是一份2024年高考物理选择性必修第二册大一轮复习：第五章传感器，共14页。试卷主要包含了关于传感器，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

第五章　传感器
1　认识传感器
2　常见传感器的工作原理及应用

神奇的传感器
1．关于传感器，下列说法正确的是(　B　)
A．所有传感器都是由半导体材料制成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．水银温度计是一种传感器
解析：传感器材料分为半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，A错误，B正确；传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，C错误；水银温度计根据液体的热胀冷缩来测量温度，不是传感器，D错误。
2．(多选)关于传感器的作用，下列说法中正确的有(　BC　)
A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
解析：传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不能实现自动控制，所以A错误；由于传感器可将非电学量转换成电学量，因此传感器也可以用来采集信息，所以B正确；传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量，比如：光敏电阻在有光照射时，电阻会变小，所以C正确，D错误。故选BC。
3．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是(　C　)
A．给货车称重的地磅使用了光传感器
B．酒店大厅的自动门使用了力传感器
C．空调的控温系统使用了温度传感器
D．夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器
解析：给货车称重的地磅使用了力传感器，上下应变片发生形变，使电阻变化，输出两个应变片电压差值来反映力的大小，故A错误；酒店大厅的自动门使用了红外线传感器，故B错误；空调的控温系统使用了温度传感器，符合客观实际，故C正确；夜间自动打开的路灯使用了光传感器，故D错误。
传感器的组成与应用模式
4．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是(　C　)
A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件
B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量
C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量
D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
解析：传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，传感器工作的一般流程为非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，所以C正确，A、B、D错误。故选C。
光敏电阻
5.(2023·陕西宝鸡高二统考期末)光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，现将光敏电阻R、数字电流表A、电源E按图连接，闭合开关S，当太阳光直接照射光敏电阻R时，电流表示数为I1；当用课本挡住直射到光敏电阻R上的太阳光时，电流表的示数为I2；当用黑纸把光敏电阻R完全包裹起来时，电流表的示数为I3，则I1、I2、I3的关系为(　A　)

A．I1>I2>I3 B．I1＝I2＝I3
C．I1I3
解析：根据闭合电路欧姆定律有I＝，由于光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，可知当太阳光直接照射光敏电阻R时，光照强度最大，则此时光敏电阻的阻值最小，通过的电流I1最大，当用黑纸把光敏电阻R完全包裹起来时，光照强度最弱，则此时光敏电阻的阻值最大，通过的电流I3最小，则有I1>I2>I3。故选A。
6.如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻，光照强度增大时，其阻值减小。现增加光照强度，则下列判断正确的是(　B　)

A．B灯变暗，A灯变亮
B．R2两端的电压变大
C．B灯变亮，A灯变暗
D．电源的总功率变小
解析：增加光照强度时，R1的阻值减小，电路的总电阻减小。根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的总电流增大，电源的总功率增大，路端电压减小，A灯变暗，A中的电流变小，则R2的电流变大，R2两端的电压变大，R1两端的电压变小，B灯变暗，选项B正确，A、C、D错误。
金属热电阻和热敏电阻
7．热敏电阻能将热信号转换为电信号是因为(　B　)
A．电阻阻值的大小随热量的变化而变化
B．电阻阻值的大小随温度的变化而变化
C．电阻体积的大小随热量的变化而变化
D．电阻体积的大小随温度的变化而变化
解析：温度变化，热敏电阻的阻值变化，接入电路中时电路中的电流、电压变化，故B正确，A、C、D错误。故选B。
8．(多选)如图所示，在电路中接一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器。下列说法中正确的是(　BC　)

A．该传感器利用了钨丝的化学性质
B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性
C．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻)
D．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度)
解析：由题目中的现象可知钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，该传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。故选BC。
电阻应变片

9．电阻应变片是一种将被测件上的形状变化转换成为一种电信号的敏感器件，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示为某同学设计的利用金属丝应变电阻来研究其阻值与拉力大小之间关系的电路，其中电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接的是金属丝应变电阻，把一重物悬挂在金属丝中间。当把悬挂重物的质量增大时，下列说法正确的是(　B　)
A．电流表示数变大
B．电压表示数变大
C．电压表与电流表示数变化之比变大
D．电压表与电流表示数变化之比变小
解析：由题意，当把悬挂重物的质量增大时，金属丝被拉伸，长度增大，而横截面积减小，根据电阻定律可知金属丝的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数变小，根据串联分压规律可知电压表示数变大，故A错误，B正确；设滑动变阻器接入电路的阻值为R，电压表和电流表示数分别为U和I，根据闭合电路欧姆定律可知U＝E－I(r＋R)，电压表与电流表示数变化之比不变，故C、D错误。故选B。
10.

(2023·江西上饶高二校考)某兴趣小组利用压敏电阻制作一台电子秤，其内部电路如图所示，R1是保护电阻，R2是调零电阻，压敏电阻值R随压力F变化规律为R＝kF＋C(k、C为常量，k>0)。现对电流表的刻度盘进行改装，使得电流表满偏时对应质量的示数为零，则(　D　)
A．刻度盘标注的质量刻度均匀
B．若使用前质量示数大于零，应将R2的滑片向右滑动
C．电子秤的示数越大，电源的总功率越大
D．电池长时间使用后，若能调零称量值仍准确
解析：电路中的电流与压敏电阻不是线性关系，刻度盘标注的质量刻度不均匀，故A错误；若使用前质量示数大于零，电流偏小，应减小电阻，将R2的滑片向左滑动，故B错误；电子秤的示数越大，电路中电流越小，电源的总功率越小，故C错误；电池长时间使用后，若能调零，电流表仍可以满偏，称量值仍准确，故D正确。故选D。
霍尔元件

11．(多选)如图为利用霍尔元件进行微小位移测量的实验装置。在两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体狭缝中放入金属材料制成的霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时磁感应强度为0，霍尔电压UH(霍尔元件上下两表面的电势差)也为0。将该点作为坐标原点建立空间坐标系，当霍尔元件沿x轴移动时，即有霍尔电压UH输出。霍尔元件中电流方向始终为z轴负方向且大小不变，下列说法正确的是(　BCD　)
A．霍尔元件处于x轴负半轴时，下表面的电势高于上表面的电势
B．霍尔元件从O点沿x轴正方向移动的过程中，霍尔电压的大小UH逐渐增大
C．在某一位置时，若增大霍尔元件沿x轴方向的厚度，则霍尔电压的大小UH将减小
D．在某一位置时，若增大霍尔元件沿y轴方向的厚度，则霍尔电压的大小UH将不变
解析：霍尔元件处于x轴负半轴时，磁场方向向右，由左手定则可知，电子所受洛伦兹力向下，电子运动到下表面，则上表面电势高于下表面，A错误；设电子的电荷量为e，沿电流方向定向运动的平均速率为v，单位体积内电子的个数为n，导体板的横截面积为S，霍尔元件沿x轴方向的厚度为d，沿y轴方向的厚度为b，则电流的微观表达式为I＝neSv＝nebdv，电子在磁场中受到的洛伦兹力为F＝evB，电子在洛伦兹力作用下向上运动后，霍尔元件上、下两表面出现电势差UH，则电子受到的电场力为F电＝，当达到稳定状态时，电场力与洛伦兹力大小相等，则有UH＝，由此可知，霍尔元件从O点沿x轴正方向移动时，磁感应强度B逐渐增大，则有霍尔电压的大小UH逐渐增大，B正确；由以上分析解得UH＝，由此可知，在某一位置时，若增大霍尔元件沿x轴方向的厚度d，则霍尔电压的大小UH将减小；在某一位置时，若增大霍尔元件沿y轴方向的厚度b，则霍尔电压的大小UH将不变，C、D正确。故选BCD。
电容式传感器

12．(多选)通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如图，电容器的M极板固定，当手机的加速度变化时，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动，图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是(　BC　)
A．静止时，电流表示数为零，电容器M极板带负电
B．由静止突然向前加速时，电容器的电容减小
C．由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
D．保持向前匀减速运动时，电阻R以恒定功率发热
解析：静止时，N板不动，电容器的电容不变，则电容器电量不变，则电流表示数为零，电容器M极板因为与电源正极相连，所以其带正电，故A错误；由静止突然向前加速时，N板向后运动，则板间距变大，根据C＝可知，电容器的电容减小，电容器带电量减小，则电容器放电，则电流由b向a流过电流表，故B、C正确；保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，则N板的位置在某位置不动，电容器电量不变，电路中无电流，则电阻R发热功率为零，故D错误。故选BC。


一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列关于传感器的说法正确的是(　D　)
A．电视遥控接收器的主要元件不是传感器
B．热敏电阻和金属热电阻都是用半导体材料制成的，当温度升高时形成更多的空穴，导电能力明显增强
C．电熨斗装有双金属片温度传感器，可以使其上下层温度不同从而自动控制电路
D．烟雾散射式火灾报警器有可能在有大量烟民同时吸烟的场所出现误报警
解析：电视遥控接收器中使用了红外线传感器，故A错误；热敏电阻是半导体材料，金属热电阻随着温度升高，其阻值增大，故B错误；电熨斗利用温度传感器，由于双金属片上下层膨胀系数不同，在同一温度下的伸缩不一，从而实现温度的自动控制，故C错误；烟雾散射式火灾报警器，烟雾进入报警器，使其发生漫反射，从而将光信号转换成电信号，使其误报警，故D正确。故选D。
2.

(2023·江苏南通高二阶段练习)利用如图所示的加速度计可探究弹簧振子的位移随时间变化的关系。取滑块从图示的平衡位置向右运动为零时刻，此时滑块下方的滑片在均匀电阻丝R的中间位置，电压传感器得到PQ两端的电势差UPQ随时间t变化的图像是(　B　)

解析：设电阻丝总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，当滑块下方的滑片在均匀电阻丝R的中间位置时，UPQ＝0；当滑片向右滑动位移为x时，则UPQ＝··x，振子做简谐振动，则x＝A sin ωt，可得UPQ＝·A sin ωt，故选B。
3.

如图所示是一火灾报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(温度越高，其阻值越小)，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，流过显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是(　D　)
A．I2变大，U变大 B．I2变小，U变小
C．I2变小，U变大 D．I2变大，U变小
解析：当传感器R2所在处出现火情时，R2的阻值减小，则外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流将增大，由U＝E－Ir可知，路端电压减小，即报警器两端的电压U将减小；因总电流I增大，则R1两端的电压增大，并联部分的电压减小，则可知流过R3的电流I3减小，流过R2的电流I2＝I－I3变大，选项A、B、C错误，D正确。
4．电梯超载时会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同(　C　)
A．红外报警装置
B．门窗防盗报警装置
C．电子自动称重装置
D．湿手自动烘干装置
解析：红外报警装置是将光信号转化为电信号，故A错误；门窗防盗报警装置一般用干簧管磁性开关，将磁信号转化为电信号，故B错误；电子自动称重装置是将压力信号转化为电信号，故C正确；湿手自动烘干装置是通过改变传感器的电容，控制芯片启动电机和加热装置，故D错误。故选C。
5.(2023·福建漳平一中月考)如图是安装在潜水器上深度表的电路简图，显示器由电流表(电阻不计)改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源电动势E不变，内阻为r，定值电阻阻值为R0，在潜水器下潜过程中，电路中有关物理量的变化情况是(　B　)

A．通过显示器的电流减小
B．R0两端的电压增大
C．传感器两端的电压增大
D．电路的总功率减小
解析：在潜水器下潜过程中，压力传感器受到的压力越来越大，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，所以电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律I＝可知电路中的总电流增大，即通过显示器的电流增大，故A错误；R0两端的电压U＝IR0，电路中的电流增大，则U增大，故B正确；传感器两端的电压U传＝E－I(R0＋r)，由于I增大，E、R0、r都不变，则传感器两端的电压减小，故C错误；由P＝EI可知，电路的总功率增大，故D错误。
6．如图所示为某汽车的加速度传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框左右移动(不能上下移动)，电容器与电源连接，并串联计算机的信号采集器。关于该传感器的说法正确的是(　B　)

A．汽车保持静止时，电容器不带电
B．汽车静止时与直线运动时，电容器的电容可能相同
C．汽车由静止突然向右加速，电路中有逆时针方向的电流
D．汽车向右做匀加速运动过程中，电路中始终有顺时针方向的电流
解析：汽车保持静止时，Q＝CU，电容器带电，故A错误；汽车静止时与匀速直线运动时，电容器的电容相同，故B正确；当汽车向右突然加速直线运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，弹簧长度不变，则电容器电介质相对于电容器向左运动，由C＝可知电容变大，因两极板间的电压不变，则电容器的电荷量变大，电路中有顺时针方向的电流，故C错误；汽车向右做匀加速运动过程中，加速度不变，弹簧伸长量不变，电容器充电完成后，不再有电流，故D错误。故选B。
7．磁电式转速传感器的结构如图所示，它是由永久磁铁、线圈、磁轮等组成，在磁盘上加工有齿形凸起，齿数为nx。当磁轮与转轴一起旋转时，磁轮的凹凸齿形将引起磁轮与永久磁铁间隙大小的变化，使绕在永久磁铁上的线圈的磁通量发生变化，从而使线圈输出变化的电压，根据电压变化就可以测出转速。则关于该转速传感器，下列说法正确的是(　B　)

A．转速变化时，线圈输出电压不变
B．它是靠线圈输出电压的频率来测转速的
C．输出电压的频率等于磁盘的转速
D．若输出电压的频率为f，则磁盘的转速为nf
解析：磁轮转速越大，磁场变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大，线圈输出的电压也越大，故A错误；当磁轮与转轴一起旋转时，磁轮每转过一齿，绕在永久磁铁上的线圈的输出电压周期性变化一次，当磁轮转过1圈时，转过了n齿，电压周期性变化了n次，所以该传感器是靠线圈输出电压的频率来测转速的，故B正确；由上可知，电压变化的频率是转速的n倍，所以当输出电压的频率为f，则磁轮的转速为，故C、D错误。故选B。
8.(2023·陕西西安高二期中)据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是(　B　)

A．U越大，表示c越小
B．U越大，表示c越大
C．检测到驾驶员喝了酒时，U变小
D．U越大，表示检测到驾驶员喝酒越少
解析：图中酒精气体传感器与R、R0串联，电压表测R0两端的电压，U越大，说明电路中电流越大，酒精气体传感器的电阻越小，由题意可知，酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，可知，c越大，故A错误，B正确；检测到驾驶员喝了酒时，c增大，r′减小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，则U增大，故C错误；由以上分析可知，U越大，c越大，表示检测到驾驶员喝酒越多，故D错误。故选B。
二、选择题(每小题有多个选项符合题目要求)
9.(2023·四川甘孜高二校考)教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是(　BC　)

A．白天有光照时，光传感器自动闭合
B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合
C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合
D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合
解析：天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合，有人走动发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件。故选BC。
10．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则(　AD　)

A．电容器储存的电能增大
B．电容器的电容减小，带电荷量减小
C．膜片下移过程中，电流表有a到b的电流
D．电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势
解析：根据电容表达式C＝，当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大；再根据电容定义式C＝，由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，则电容器储存的电能增加，故A正确，B错误；膜片下移过程中，电容器充电，则电流表有b到a的电流，故C错误；电子秤是一个压力传感器，当压力稳定后，电容器停止充电，电路中的电流为零，即电流表示数为零，两极板的电势差不变，等于电源的电动势，故D正确。故选AD。
11.(2023·江西抚州高二临川一中校考)如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁场垂直于霍尔元件的工作面向上，通入图示方向的电流I，C、D两侧面间会产生电势差，下列说法中正确的是(　BC　)

A．电势差的大小仅与磁感应强度有关
B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势φC>φD
C．仅增大电流I时，电势差变大
D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
解析：根据CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、c，有q＝qvB，又I＝nqvS＝nqvbc，可得UCD＝，n由材料决定，故UCD不仅与材料有关还与厚度c成反比，同时还与磁感应强度B、电流I有关，A错误、C正确；根据左手定则，电子向D侧面偏转，D表面带负电，C表面带正电，所以C表面的电势高，则UCD>0，即有φC>φD，B正确；在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，D错误。故选BC。
12.如图所示为一保温箱温度报警器的简化电路图，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡(电阻保持不变)均能发光，R1为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，下列说法正确的是(　ABD　)

A．当保温箱的温度升高时，电流表A的读数变大
B．当保温箱的温度升高时，灯泡L1变暗、L2变亮
C．电压表V的读数变小，说明保温箱的温度降低
D．不管保温箱的温度升高还是降低，电压表的读数变化量和电流表的读数变化量之比不变
解析：当保温箱的温度升高时，R1的阻值减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电流表A的读数变大，灯泡L2变亮，电源的内电压增加，根据闭合电路欧姆定律得知灯泡L1两端电压减小，L1变暗，故A、B正确；根据闭合电路欧姆定律得知路端电压变小时，意味着外电路电阻减小，即热敏电阻的阻值减小，依题意可知保温箱的温度升高了，故C错误；根据U＝E－Ir可知，电压表的读数变化量和电流表的读数变化量之比为＝r，故D正确。故选ABD。
三、非选择题
13．影响材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小。某课题研究组在研究某种导电材料Z的导电规律时，利用如图甲所示的分压电路测得其电压与电流的关系如表所示：
U/V
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
1.60
I/A
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.81
3.20
(1)根据表中数据，判断Z可能是什么材料？
(2)把Z接入图乙电路中，电流表的读数为1.80 A，电池的电动势为3 V，电池内阻不计，试求电阻R消耗的电功率；
(3)根据表中的数据，可推知通过Z的电流随其两端电压变化的规律是I＝kUn，试求n和k的数值，并写出k的单位。

答案：(1)半导体　(2)3.24 W
(3)n＝2　k＝1.25 A/V2
解析：(1)根据表中实验数据，由欧姆定律可知，随电压增加，Z的阻值减小，随电压U与电流I的增加，Z的功率P＝UI变大，Z的温度升高，阻值减小，由此可知，Z是由半导体材料制作的。
(2)由表中实验数据可知，当电流为1.8 A时，电器元件Z两端的电压是1.2 V；
由电路图乙可知，电阻R与Z串联，电阻R两端的电压UR＝U－UZ＝3 V－1.2 V＝1.8 V；
电阻R的电功率PR＝URI＝1.8 V×1.8 A＝3.24 W。
(3)把U1＝0.4 V，I1＝0.2 A，代入I＝kUn得：0.2＝k×0.4n①，
把U2＝1.6 V，I2＝3.2 A，代入I＝kUn得：3.2＝k×1.6n②，
由①②解得：n＝2，k＝1.25；
k的单位为A/V2。
14．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波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，求该同学的身高和质量。

答案：v(t0－t)　(U－U0)
解析：设身高体重测量仪高度为L，人的身高为h，质量为m。
当测重台上没有站人时，根据超声波的速度和位移关系得：vt0＝2L，
当测重台上站人时，可得：vt＝2(L－h)，
联立解得：h＝v(t0－t)；
根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比得：U0＝kM0g，
当测重台上站人时：U＝k(M0＋m)g，
解得：m＝(U－U0)。

3　利用传感器制作简单的自动控制装置

门窗防盗报警装置
1．如图所示是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是(　D　)

A．电磁继电器与发电机工作原理相同
B．电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
C．电磁铁工作时，上端为S极
D．当有人闯入保密室时，b灯亮
解析：电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，选项A错误；电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈的匝数及有无铁芯有关，选项B错误；根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为N极，选项C错误；当有人闯入保密室时会使开关S闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下移动，b灯所在电路接通，b灯亮，选项D正确。故选D。
2．如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮、灭情况的确能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光情况及R2两端电压UR2与门关闭时相比(　D　)

A．红灯亮，UR2变大
B．绿灯亮，UR2变大
C．绿灯亮，UR2变小
D．红灯亮，UR2变小
解析：当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路电阻减小，总电阻减小，电路中总电流I增大，R2两端电压UR2＝U并＝E－I(R1＋r)减小，R2中电流IR2＝减小，所以R3中电流IR3＝I－IR2增大，线圈产生的磁场增强，把衔铁吸下，红灯亮，故D正确。故选D。
3．图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用，乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是(　A　)
　
A.触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的
B．触发器可以由铜制成
C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作
D．本装置是利用电流的磁效应工作的
解析：门关上时，磁条与触发器刚好靠在一起，此时报警器不工作，说明电路是断开的；当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声，说明此时触发器内开关是闭合的，选项A正确；触发器与磁条之间存在磁力的作用，所以触发器不可能是铜制成的，因为铜不能被磁 化，选项B错误；无论磁条哪个磁极靠近触发器，都存在磁力作用，所以两极对调后，该报警器仍能正常工作，选项C错误；本装置是利用磁体能够吸引磁性物体的特点工作的，选项D错误。
光控开关
4．有这样一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒，当用书挡住底部时(不与底部接触)，音乐停止，音乐茶杯中所用的元件属于哪类传感器(　D　)
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．光电传感器
解析：茶杯平放在桌上时和提起后用书挡住底部(不与底部接触)时都没有光照，说明音乐茶杯中所用的传感器与光照有关，而与压力无关，所以音乐茶杯中所用的元件属于光电传感器，故A、B、C错误，D正确。故选D。
5．(2023·江西抚州临川一中高二校考)(多选)如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充满电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，关于该电路说法中正确的是(　BD　)

A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大
B．增大光敏电阻所在电路的电源电动势，会减少路灯的照明时间
C．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间
D．增大保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间
解析：日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，可知电流增大了，根据闭合电路欧姆定律，控制电路的电阻变小了，因此当日光充足时，光敏电阻R减小了，故A错误；在电阻不变的情况下增大电源电动势，控制电路电流增大，电磁继电器会把衔铁吸下，路灯不亮，因此减少了路灯照明时间，故B正确；LED路灯的盏数不影响控制电路，若考虑蓄电池的容量，则并联更多的LED路灯亮起时会更快地消耗电能，反而会减少路灯的照明时间，故C错误；增大保护电阻R0阻值，减小了电流，增大了路灯照明时间，故D正确。故选BD。
6．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图甲所示，电路中的电阻R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E＝3 V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图乙所示，当控制开关两端电压U≥2 V时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是(　D　)
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻/kΩ
75
40
24
20
18
15


A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻
B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大
C．若将定值电阻的阻值变为20 kΩ，该天6：00后照明系统即可工作
D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短
解析：当控制开关两端电压U≥2 V时，控制开关自动启动照明系统，可知光照小时，控制开关两端电压大；根据表格数据可知光照强度小时，光敏电阻阻值大，则R1为光敏电阻，R2为定值电阻；照度越大，光敏电阻R1阻值越小，该电路控制开关两端的电压越小，故A、B错误；若将定值电阻的阻值变为20 kΩ，则控制开关自动启动时光敏电阻为40 kΩ，此时对应照度为0.4 lx，根据图乙可知该天系统工作时间段为0～6：00、18：00～24：00，故C错误；该电路中定值电阻阻值越大，控制开关自动启动时光敏电阻阻值越大，此时对应照度越小，该天的照明系统工作的时间越短，故D正确。故选D。
温控装置
7．下列情况中，应用了温度传感器的是(　D　)
A．夜间自动开的路灯
B．商场里的自动玻璃门
C．电视机的遥控器
D．自动恒温冰箱
解析：夜间自动开的路灯是利用了光传感器，A错误；商场里的自动玻璃门应用了红外线传感器，B错误；电视机的遥控器是应用了红外线传感器，C错误；自动恒温冰箱是利用了温度传感器，D正确。故选D。
8．如图所示的火灾报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响。下列说法正确的是(　D　)

A．要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势
B．要使报警的临界温度升高，可以把R2的滑片P适当向下移
C．要使报警的临界温度降低，可以适当减小电源的电动势
D．要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移
解析：要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势，故A、C错误；要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把R2的滑片P适当向上移，以减小R2；相反，要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移，故B错误，D正确。故选D。
9．(多选)某一热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图(a)所示，利用此热敏电阻制作温控报警器，其电路的一部分如图(b)所示，E为直流电源(电动势为9 V，内阻可忽略)，当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 ℃，则下列说法中正确的是(　AD　)

A.R1应使用热敏电阻
B．R2应使用热敏电阻
C．固定电阻阻值为0.4 kΩ
D．固定电阻阻值为1.6 kΩ
解析：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R1为热敏电阻，R2为固定电阻；由图线可知，温度为50 ℃时，R1＝0.8 kΩ，由欧姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入数据解得R2＝1.6 kΩ，故A、D正确，B、C错误。故选AD。
10．图甲是在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。当a、b端电压Uab≤0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在(　C　)


A．10 ℃ B．20 ℃
C．35 ℃ D．45 ℃
解析：由题意得，当Uab＝0时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系可知R1∶R2＝2∶1，只有R3∶Rt也为2∶1的时候，才有Uab＝0，所以可知Rt电阻值为20 kΩ，从图乙可以看出，电阻为20 kΩ时，温度为35 ℃，故选C。
11．现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节。已知U约为18 V，Ic约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
(1)完成如图所示待调节的报警系统原理电路图的连线。

答案：见解析图
(2)电路中应选用滑动变阻器R2(填“R1”或“R2”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为650.0 Ω；滑动变阻器的滑片应置于b(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是接通电源后，流过报警器的电流会超过20__mA，报警器可能损坏。
②将开关向c(选填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
解析：(1)热敏电阻工作温度达到60 ℃时，报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为60 ℃时的热敏电阻的阻值，即将阻值调节到650.0 Ω，使报警器能正常报警，电路图如图所示。

(2)U＝18 V，通过报警器的电流10 mA≤Ic≤20 mA，电路中总电阻R＝，即900 Ω≤R≤1 800 Ω，故滑动变阻器选R2。
(3)热敏电阻阻值为650.0 Ω时，报警器开始报警，模拟热敏电阻的电阻箱阻值也应为650.0 Ω，实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警。为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，电路接通前，应使滑动变阻器的滑片置于b端。



一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.如图所示是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当电容值增大引起外电路的电流变化时，说明导电液体的深度h(　A　)

A．增大 B．减小
C．不变 D．无法确定
解析：由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极。根据电容的决定式C＝，当电容增大，其他量不变时，两极板正对面积增大，则知深度h增大，故A正确，B、C、D错误。故选A。
2.如图的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，a、b构成了一个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接。若声源S做简谐运动，则a振动过程中(　C　)

A．a、b板之间的电场强度不变
B．a、b板所带的电荷量不变
C．a板向右位移最大时，电容器电容最大
D．电路中始终有方向不变的电流
解析：a、b间电压不变，a振动过程中，板间距离周期性变化，则由公式E＝分析得知，a、b板间的电场强度也会周期性变化，故A错误；a振动过程中，a、b间电压不变，由公式C＝分析得知，a、b板所带的电荷量会周期性变化，故B错误；a向右的位移最大时，a、b板间的距离最小，则a、b构成的电容器的电容最大，故C正确；a振动过程中，a、b板所带的电荷量会周期性变化，电容器放电和充电周期性交替产生，所以灵敏电流计中电流的方向也会周期性变化，故D错误。故选C。
3．如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置。则(　C　)

A．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压升高
B．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压不变
C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
解析：R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮住光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A、B错误；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误。
4．小涂同学设计了一个如图所示的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。n1和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数。温度传感器用于防止吹热风时温度过高而发生事故。假设该电吹风的各项参数如下表所示。则(　D　)


热风时输入功率
450 W
冷风时输入功率
50 W
小风扇额定电压
50 V
正常工作时小风扇输出功率
42 W
A．吹热风时，触片P应与触点b、c接触
B．这里的温度传感器可用干簧管代替
C．理想变压器原副线圈的匝数比n1∶n2＝44∶5
D．小风扇工作时突然被卡住不转动，则理想变压器的输入功率极有可能为0
解析：吹热风时，变压器需要正常工作，所以触片P应与触点a、b接触，故A错误；干簧管是磁控制开关，温度传感器是通过将温度信号转换成电信号达到控制的，所以这里的温度传感器不可用干簧管代替，故B错误；理想变压器原副线圈的匝数比n1∶n2＝U1∶U2＝220∶50＝22∶5，故C错误；小风扇工作时突然被卡住不转动，通过小风扇电动机的电流猛增(即副线圈的电流猛增)，理想变压器的原副线圈的电流跟匝数成反比关系，可知会导致原线圈的电流也猛增，所以可能会导致干路电路断路，从而可能使理想变压器的输入功率为零，故D正确。故选D。
5．某光敏电阻RT没有受到光照射(或光较暗)时，阻值较大，有光照射时，阻值较小。现利用该光敏电阻、低压电源和电磁继电器设计了自动控制电路，如图所示。下列说法正确的是(　B　)

A．该控制电路利用了电磁感应原理
B．白天流过R3的电流小于晚上流过R3的电流
C．该电路能实现灯泡白天亮、晚上不亮的功能
D．若将低压电源正负极调换，则该控制电路无法完成自动控制功能
解析：该控制电路利用了电流的磁效应，A错误；白天干路电流较大，故内电阻及R1的电压较大，并联电路的电压较小，则R3的电流较小，即白天流过R3的电流小于晚上流过R3的电流，B正确；白天流过R3的电流较小，故流过线圈的电流较小，则白天电磁继电器不工作，即该电路能实现灯泡白天不亮、晚上亮的功能，C错误；若将低压电源正负极调换，不改变电流磁效应磁力的作用效果，则该控制电路依然可以完成自动控制功能，D错误。故选B。
6．(2023·重庆沙坪坝重庆一中高二校考)某小组设计的“过热自动报警电路”如图甲所示，电源的电动势为U1＝3 V，电源内阻可忽略，继电器线圈用漆包线绕成，阻值为R0＝20 Ω。图乙为热敏电阻Rt阻值随温度变化的图形，将热敏电阻Rt安装在需要探测温度的地方，当线圈中的电流大于等于100 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响起，同时指示灯熄灭。则(　B　)

A．警铃的接线柱C应与接线柱A相连
B．报警温度大约在53 ℃
C．若电源内阻不可忽略，则报警温度将变小
D．要降低报警温度，可换用电动势更小的电源
解析：当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境中的温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，由此可知，警铃的接线柱C应与B相连，指示灯的接线柱D应与A相连，故A错误；当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律可知电路中电流增大，则继电器的磁性增大，当线圈中的电流等于100 mA时，继电器的衔铁刚好被吸合，则控制电路中电阻最大值为R总＝＝ Ω＝30 Ω，此时热敏电阻的阻值为Rt＝R总－R0＝30 Ω－20 Ω＝10 Ω，结合图线可知，此时环境温度大约为53 ℃，故B正确；若电源内阻不可忽略，当线圈中的电流等于100 mA时，热敏电阻的阻值将小于10 Ω，由图线可知，报警温度将变大，故C错误；要降低报警温度，则线圈中的电流等于100 mA时，热敏电阻阻值增大，由以上分析可知，应增大电源电动势，故D错误。故选B。
二、选择题(每小题有多个选项符合题目要求)
7．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成，当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关S，从而切断家庭电路，仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有(　AD　)

A．家庭电路正常工作时，L1中的磁通量为零
B．家庭电路发生断路时，L2中将产生电流
C．家庭电路发生短路时，开关S将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触火线发生触电时，开关S将被电磁铁吸起
解析：由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等，方向相反，因此合磁通量为零，故A正确；发生断路时，火线和零线的电流都为零，合磁通量为零，L2中将不会产生电流，故B错误；家庭电路发生短路时，火线和零线的电流同时增大，合磁通量仍然为零，因此开关S不会被电磁铁吸起，故C错误；当地面上的人接触火线发生触电时，火线和零线中电流大小不相等，即L1中的磁场发生变化，导致L2中的磁通量变化，L2中产生感应电流，电磁铁将开关S吸起，故D正确。故选AD。
8．传感器是智能社会的基础元件。如图为电容式位移传感器的示意图，观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化，表征该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为－≤x≤。下列说法正确的是(　AC　)

A．电容器的电容变大，物体向－x方向运动
B．电容器的电容变大，物体向＋x方向运动
C．电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高
D．电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高
解析：当物体沿－x方向运动时，导致电容器极板间的电介质板长度增加，根据电容决定式C＝，电容会变大，故A正确；同理，当物体沿＋x方向运动时，导致电容器极板间的电介质板长度减小，则电容会变小，故B错误；电介质的介电常数εr越大，电容越大，电容变化量ΔC越大，传感器灵敏度越高，故C正确；电容器的板间电压变化，电容不变，则传感器灵敏度不变，故D错误。故选AC。
9．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排出污水(如图所示)。以下说法中正确的是(　AD　)

A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极
B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极
C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中
D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中
解析：若输入的控制电流由a流入，由b流出，则根据安培定则可知，铁芯1左端是N极，右端是S极。那么铁芯2中A端为N极，B端为S极，故A正确，B错误；若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后总是与线圈要发生相吸。但与恒定电流产生的磁场相比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，故C错误，D正确。故选AD。
10．如图所示，导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中，表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是(　ABC　)

A．通过霍尔元件的磁场方向向下
B．接线端2的电势低于接线端4的电势
C．仅将电源E1、E2反向接入电路，电压表的示数不变
D．若适当减小R1、增大R2，则电压表示数一定增大
解析：由安培定则可判断出左侧线圈产生的磁场方向向上，经铁芯后在霍尔元件处的磁场方向向下，故A正确；通过霍尔元件的磁场方向向下，由左手定则可知，霍尔元件中导电物质为电子，受到的磁场力向右，导电物质偏向接线端2，则接线端2的电势低于接线端4的电势，故B正确；仅将电源E1、E2反向接入电路，磁场反向，电流反向，霍尔元件中导电物质受到的磁场力不变，电压表的示数不变，故C正确；若适当减小R1，电流产生的磁场增强，通过霍尔元件的磁场增强；增大R2，流过霍尔元件的电流减弱；霍尔元件产生电压U＝k可能减小，电压表示数可能减小，故D错误。故选ABC。
三、非选择题
11．(1)如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电。房卡的作用相当于一个开关(填电路元件名称)接在干路上。
(2)如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器。当继电器工作时，cd相吸，ab便接通。请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路。


答案：见解析图
解析：(1)房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当于干路上的开关；(2)将干簧管与电源E、线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电源接成回路，即按8—7，4—5，6—9，1—3，2—10连接起来，构成正常的电门卡电路，如图。

12．(2023·湖北黄冈高二校联考)如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准(0.15 kg)的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N。调节可调电阻R0，可改变R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫作放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。


(1)当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小(选填“较大”或“较小”)。
(2)自动分拣装置正常工作时，大苹果通过通道B(选填“通道A”或“通道B”)。
(3)若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V：
①为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于20 kΩ。(结果保留两位有效数字)
②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻R0(选填“R”“R0”或“电源”)两端。
③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将R0的阻值调为16 kΩ即可实现。(结果保留两位有效数字)(提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比)
解析：(1)由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小。
(2)大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B。
(3)①杠杆对R的压力为1 N，R阻值为30 kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值需满足＝，则R0＝20 kΩ。
②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，R0分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在R0两端。
③根据＝可知分拣标准到0.33 kg时，压力为2.2 N，此时R的阻值为24 kΩ，根据①分析R0的阻值应该调至16 kΩ。
13．传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(电学量)，例如温度传感器。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：

(1)为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a(选填“a”或“b”)处。
(2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向左(选填“左”或“右”)移动。
(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是电源提供的电压太小以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力。
解析：(1)由题图甲可知，热敏电阻RT在温度升高时阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，把右侧衔铁吸引过来，与a接触，故c应接在a处。
(2)若要使启动报警的温度提高，则应使电路中电阻更大，滑动变阻器的滑片P向左移动。
(3)电源提供的电压太小以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力。