高中物理人教版（2019）选择性必修第二册5.2常见传感器的工作原理
一、单选题
1．如图所示， 为定值电阻，L为小灯泡， 为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小，当光照强度增强时（ ）
A．电压表的示数减小 B． 中电流减小
C．小灯泡的功率减小 D．电路的路端电压增大
【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A．当光度增强时，光敏电阻R3的阻值减小，故电路的总阻值減小，总电流增大，由
可知电压表的示数增大，A不符合题意；
B．R2两端的电压
知R2两端的电压减小，故通过R2的电流减小，B符合题意；
C．由 知IL增大，故小灯泡的功率增大，C不符合题意；
D．电路的路端电压
总电流增大，故路端电压减小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用滑动变阻器的阻值变化结合动态电路的串反并同可以判别电流、电压和功率的变化。
2．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是（ ）
A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻
C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻
【答案】A
【知识点】传感器；传感器的应用
【解析】【解答】根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器，话筒就是声音传感器，A符合题意、BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】楼梯口的电灯传感器主要用到了光敏电阻以及声音传感器。
3．如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和 均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )
A．金属热电阻温度升高，其他条件不变
B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变
【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】金属热电阻温度升高，则电路电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即光敏电阻两端的电压增大，所以通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以通过 的电流减小，故 两端的电压减小，A不符合题意；金属热电阻温度降低，光照强度减弱，如果外电路电阻减小，则干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以光敏电阻两端的端电压减小，即通过的电流减小，而总电流增大，所以通过 的电流增大，即电压表的示数增大，B符合题意；光照强度增大，则光敏电阻减小，总电阻减小，路端电压减小，即 和热电阻两端的电压减小，通过 的电流减小，电压减小，即电压表示数减小，C不符合题意；光照增强，金属热电阻温度升高，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻减小，则总电流增大，路端电压减小，而 两端的电压增大，所以并联电路电压减小， 所在支路的电阻增大，所以支路电流减小，电压表示数减小，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻增大，则路端电压增大，总电流减小，而 两端的电压减小，所以并联电路电压增大，所以光敏电阻两端的电压增大，通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以 所在支路的的电流减小，电压表示数减小，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】利用动态电路的串反并同可以判别与R3串联的电阻阻值变小；与R3并联的电阻阻值变大。
4．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
【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】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．A不符合题意，C不符合题意；
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．B不符合题意，D符合题意．
故答案为：D
【分析】温度高于警戒温度时，水银液面上涨回路通路，导致电磁铁有磁性吸引铁皮，导致电铃报警，其指示灯不亮；反之则其指示灯亮，电铃不响。
5．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，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A，B接监控装置，则下列说法正确的是（ ）
①当有人通过而遮蔽光线时，A，B间的电压增大
②当有人通过而遮蔽光线时，A，B间的电压减小
③当仅增大R2的阻值时，A，B间的电压增大
④当仅减小R2的阻值时，A，B间的电压增大
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】C
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U=IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A，B间电压降低，故①错误，②正确．当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，则R2上的电压变大，即A，B间电压变大，故③正确．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，即A，B间电压减小，故④错误．
故答案为：C
【分析】光敏电阻当光线被遮挡时，其电阻变大则其AB之间的电压变小；利用R2的电阻变化结合回路电动势不变可以判别AB两端电压的变化。
6．在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1为金属电阻、R2为光敏电阻、R3为热敏电阻．设电流表A的读数为I，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，三个电阻中仅有一个电阻的阻值发生变化，则下面的分析正确的是（ ）
A．给R1升温，I变小，U1变小 B．用光照R2，I变小，U2变大
C．给R3降温，I变大，U1变大 D．给R1降温，I变小，U1变小
【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】AD、R1为金属电阻，给R1升温，R1变大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则通过R2和R3这条支路的电流增大，则电流表的读数I变小，U1变大，相反，给R1降温，电流表的读数I变大，U1变小，A、D不符合题意．
B、R2为光敏电阻，用光照R2，R2减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则流表的读数I变小，通过R2和R3这条支路的电流增大，U2变大，B符合题意．
C、R3为热敏电阻，给R3降温，R3增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则电流表的读数I变大，通过R2和R3这条支路的电流减小，U1变小，C不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用光敏电阻和热敏电阻的阻值变化结合动态电路的串反并同可以判别电压表和电流表的读数变化。
7．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势 ，内电阻不计，G为灵敏电流表，其内阻 保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示.闭合开关S，当R的温度等于 时，电流表示数 ；当电流表的示数 时，热敏电阻的温度是（ ）
A．60℃ B．80℃ C．100℃ D．120℃
【答案】D
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】由题图乙可知，当R的温度等于 时，热敏电阻的阻值 ，由
可得
当电流 时，由
可得
结合题图乙知此时热敏电阻的温度为 ，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用欧姆定律可以求出电表内阻的大小，利用欧姆定律可以求出热敏电阻的大小，利用图像可以得出对应的温度。
8．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，这种转动把手称为“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电压，已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，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左、右侧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
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A．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，磁场方向与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的霍尔电压，A不符合题意；
B．当按图甲顺时针转动电动车的右把手，霍尔器件周围的磁场增强，则霍尔器件输出控制车速的霍尔电压增大，因此车速将变快，B符合题意；
C．根据题意，结合图乙的示意图，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霍尔电压不一定在霍尔器件的左、右侧面，也可能在前、后面，C不符合题意；
D．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霍尔电压正负号相反，由图丙可知，不会影响车速控制，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当霍尔元件上下面为磁场方向时其磁场方向和电流方向平行则霍尔元件中不能输出霍尔电压；当顺时针转动右把手时其磁场强度变大则霍尔电压增大其车速将变大；由于不知道磁场的方向不能判别霍尔电压的位置；当上下面所加的电压反向时不会影响到车速的控制。
9．如图所示的电路可将声音信号转换为电信号.该电路中，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，b是固定不动的金属板，A，B构成了一个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接.在声源S发出声波驱动a在一定范围内振动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A，B板间的电场强度不变
B．A，B板所带的电荷量不变
C．电路中始终有方向不变的电流
D．a板向右的位移最大时，电容器的电容最大
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．A，B间电压不变，a振动过程中，板间距离变化，由公式 知，A，B板间的电场强度会发生变化，A不符合题意；
BC．a振动过程中，A，B间电压不变，根据 可知电容器的电容发生变化，由电容的定义式 知，A，B板所带的电荷量会发生变化，电容器会放电或充电，电路中电流的方向也会发生改变，BC不符合题意；
D．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，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于板间电压不变，当板间距离变化时其电场强度变化；由于电容变化所以其电荷量变化；所以其电流方向时刻改变；当a板位移最大时电容最大则板间电荷量最大。
10．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数，且k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（ ）
A．磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度（ ）越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高
D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小
【答案】B
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A．根据左手定则可知，电荷将在洛伦兹力的作用下向上下偏转，因此上下表面之间存在电势差，前、后表面不存在电势差，A不符合题意；
BD．设霍尔元件长、宽、高分别为A，B、c如图所示，达到平衡时
又
整理的 ①
可知电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越大
有①式可得
从而
因此k越大，传感器灵敏度（ ）越高，B符合题意，D不符合题意；
C．由于电子运动的方向与电流方向相反，根据左手定则可知，电子向下偏转，上表面电势高，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用左手定则可以判别电荷的偏转，进而判别上下表面存在电势差；利用洛伦资料等于电场力可以求出灵敏度的表达式；利用电荷的偏转结合左手定则可以判别电势的高低。
二、多选题
11．（2020高二下·合肥月考）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，图中电表均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、电感线圈和灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（ ）
A．电压u的频率为50 Hz
B．电压表的示数为 V
C．有光照射R时，电流表的示数变大
D．抽出L中的铁芯，D灯变亮
【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A、原线圈接入题图乙所示的电源电压，T=0.02 s，所以频率为 ；A符合题意.
B、原线圈接入电压的最大值是 ，所以原线圈接入电压的有效值是U=220V，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，所以副线圈电压是22 V，所以电压表的示数为22 V，B不符合题意；
C、有光照射R时，R阻值随光强增大而减小，根据，得副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以电流表的示数变大，C符合题意；
D、抽出L中的铁芯，电感线圈自感系数减小，电感线圈对电流的阻碍减小，所以D变亮，D符合题意.
故答案为：ACD.
【分析】由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比．和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况.
12．美国科学家Willard S．Boyle与George E．Snith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获得2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有（ ）
A．发光二极管 B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干电池
【答案】B,C
【知识点】传感器
【解析】【解答】A、发光二极管两极达到一定电压时就会正向导通，所以不是传感器．故A不正确；
B、热敏电阻可以把温度转化为电学量，故B正确；
C、而霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量，故C正确；
D、干电池是电源，能给两极提供电势差的设备．故D不正确；
故选BC
【分析】传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．
13．如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过特定的换算关系由电流表的示数获得．当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有（）
A．电路中电阻越大 B．电路中电阻越小
C．电路中电流越小 D．电路中电流越大
【答案】B,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】由图看出，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，B符合题意，A不符合题意；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大．D符合题意， C不符合题意．
故答案为：BD
【分析】当握力越大时，其变阻器接入的电阻越小导致电路中电阻越小其电流越大。
14．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( )
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
【答案】A,B,C
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A.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，A符合题意；
B.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受到的磁场力向右，导电物质偏向接线端2，导电物质为电子，则接线端2的电势低于接线端4的电势，B符合题意；
C.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，C符合题意；
D.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，D不符合题意；
故答案为：ABC
【分析】利用左边线圈的电流方向结合安培定则可以判别磁场的方向；利用左手定则可以判别电荷的偏转进而判别电势的高低；当磁场方向和电流方向同时改变时其电压表的读数保持不变；当减小R1会使磁感应强度减弱，增大R2会使电流减弱所以导致霍尔元件产生的电压可能减小。
15．如图所示是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， 为定值电阻，A，B接监控装置，则（ ）
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之间电压降低
C．当仅增大 的阻值时，可增大A，B之间的电压
D．当仅减小 的阻值时，可增大A，B之间的电压
【答案】B,C
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】AB． 是光敏电阻，当有人通过而遮住光线时， 的阻值变大，回路总电阻增大，回路中的电流I减小，A，B间的电压
所以U减小，A不符合题意，B符合题意；
CD．由闭合电路欧姆定律得，A，B间的电压
当仅增大 的阻值时，回路总电阻增大，电路中的电流减小，A，B间的电压U增大；同理当仅减小 的阻值时，回路总电阻减小，电路中的电流增大，A，B间的电压U减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】当有人通过遮住光线时，其光敏电阻阻值变大，则导致AB之间的电压变小；当R2电阻变大则会导致其两端电压变大。
高中物理人教版（2019）选择性必修第二册5.2常见传感器的工作原理
一、单选题
1．如图所示， 为定值电阻，L为小灯泡， 为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小，当光照强度增强时（ ）
A．电压表的示数减小 B． 中电流减小
C．小灯泡的功率减小 D．电路的路端电压增大
2．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是（ ）
A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻
C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻
3．如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和 均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )
A．金属热电阻温度升高，其他条件不变
B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变
4．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
5．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，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A，B接监控装置，则下列说法正确的是（ ）
①当有人通过而遮蔽光线时，A，B间的电压增大
②当有人通过而遮蔽光线时，A，B间的电压减小
③当仅增大R2的阻值时，A，B间的电压增大
④当仅减小R2的阻值时，A，B间的电压增大
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1为金属电阻、R2为光敏电阻、R3为热敏电阻．设电流表A的读数为I，电压表V1的读数为U1，电压表V2的读数为U2，三个电阻中仅有一个电阻的阻值发生变化，则下面的分析正确的是（ ）
A．给R1升温，I变小，U1变小 B．用光照R2，I变小，U2变大
C．给R3降温，I变大，U1变大 D．给R1降温，I变小，U1变小
7．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势 ，内电阻不计，G为灵敏电流表，其内阻 保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示.闭合开关S，当R的温度等于 时，电流表示数 ；当电流表的示数 时，热敏电阻的温度是（ ）
A．60℃ B．80℃ C．100℃ D．120℃
8．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，这种转动把手称为“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电压，已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，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左、右侧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
9．如图所示的电路可将声音信号转换为电信号.该电路中，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，b是固定不动的金属板，A，B构成了一个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接.在声源S发出声波驱动a在一定范围内振动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A，B板间的电场强度不变
B．A，B板所带的电荷量不变
C．电路中始终有方向不变的电流
D．a板向右的位移最大时，电容器的电容最大
10．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数，且k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（ ）
A．磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度（ ）越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高
D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小
二、多选题
11．（2020高二下·合肥月考）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，图中电表均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、电感线圈和灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（ ）
A．电压u的频率为50 Hz
B．电压表的示数为 V
C．有光照射R时，电流表的示数变大
D．抽出L中的铁芯，D灯变亮
12．美国科学家Willard S．Boyle与George E．Snith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获得2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有（ ）
A．发光二极管 B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干电池
13．如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过特定的换算关系由电流表的示数获得．当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有（）
A．电路中电阻越大 B．电路中电阻越小
C．电路中电流越小 D．电路中电流越大
14．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( )
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
15．如图所示是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， 为定值电阻，A，B接监控装置，则（ ）
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之间电压降低
C．当仅增大 的阻值时，可增大A，B之间的电压
D．当仅减小 的阻值时，可增大A，B之间的电压
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A．当光度增强时，光敏电阻R3的阻值减小，故电路的总阻值減小，总电流增大，由
可知电压表的示数增大，A不符合题意；
B．R2两端的电压
知R2两端的电压减小，故通过R2的电流减小，B符合题意；
C．由 知IL增大，故小灯泡的功率增大，C不符合题意；
D．电路的路端电压
总电流增大，故路端电压减小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用滑动变阻器的阻值变化结合动态电路的串反并同可以判别电流、电压和功率的变化。
2．【答案】A
【知识点】传感器；传感器的应用
【解析】【解答】根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器，话筒就是声音传感器，A符合题意、BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】楼梯口的电灯传感器主要用到了光敏电阻以及声音传感器。
3．【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】金属热电阻温度升高，则电路电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即光敏电阻两端的电压增大，所以通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以通过 的电流减小，故 两端的电压减小，A不符合题意；金属热电阻温度降低，光照强度减弱，如果外电路电阻减小，则干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以光敏电阻两端的端电压减小，即通过的电流减小，而总电流增大，所以通过 的电流增大，即电压表的示数增大，B符合题意；光照强度增大，则光敏电阻减小，总电阻减小，路端电压减小，即 和热电阻两端的电压减小，通过 的电流减小，电压减小，即电压表示数减小，C不符合题意；光照增强，金属热电阻温度升高，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻减小，则总电流增大，路端电压减小，而 两端的电压增大，所以并联电路电压减小， 所在支路的电阻增大，所以支路电流减小，电压表示数减小，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻增大，则路端电压增大，总电流减小，而 两端的电压减小，所以并联电路电压增大，所以光敏电阻两端的电压增大，通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以 所在支路的的电流减小，电压表示数减小，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】利用动态电路的串反并同可以判别与R3串联的电阻阻值变小；与R3并联的电阻阻值变大。
4．【答案】D
【知识点】传感器
【解析】【解答】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．A不符合题意，C不符合题意；
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．B不符合题意，D符合题意．
故答案为：D
【分析】温度高于警戒温度时，水银液面上涨回路通路，导致电磁铁有磁性吸引铁皮，导致电铃报警，其指示灯不亮；反之则其指示灯亮，电铃不响。
5．【答案】C
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U=IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A，B间电压降低，故①错误，②正确．当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，则R2上的电压变大，即A，B间电压变大，故③正确．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，即A，B间电压减小，故④错误．
故答案为：C
【分析】光敏电阻当光线被遮挡时，其电阻变大则其AB之间的电压变小；利用R2的电阻变化结合回路电动势不变可以判别AB两端电压的变化。
6．【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】AD、R1为金属电阻，给R1升温，R1变大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则通过R2和R3这条支路的电流增大，则电流表的读数I变小，U1变大，相反，给R1降温，电流表的读数I变大，U1变小，A、D不符合题意．
B、R2为光敏电阻，用光照R2，R2减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，则流表的读数I变小，通过R2和R3这条支路的电流增大，U2变大，B符合题意．
C、R3为热敏电阻，给R3降温，R3增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则电流表的读数I变大，通过R2和R3这条支路的电流减小，U1变小，C不符合题意．
故答案为：B
【分析】利用光敏电阻和热敏电阻的阻值变化结合动态电路的串反并同可以判别电压表和电流表的读数变化。
7．【答案】D
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】由题图乙可知，当R的温度等于 时，热敏电阻的阻值 ，由
可得
当电流 时，由
可得
结合题图乙知此时热敏电阻的温度为 ，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用欧姆定律可以求出电表内阻的大小，利用欧姆定律可以求出热敏电阻的大小，利用图像可以得出对应的温度。
8．【答案】B
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A．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，磁场方向与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的霍尔电压，A不符合题意；
B．当按图甲顺时针转动电动车的右把手，霍尔器件周围的磁场增强，则霍尔器件输出控制车速的霍尔电压增大，因此车速将变快，B符合题意；
C．根据题意，结合图乙的示意图，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霍尔电压不一定在霍尔器件的左、右侧面，也可能在前、后面，C不符合题意；
D．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霍尔电压正负号相反，由图丙可知，不会影响车速控制，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当霍尔元件上下面为磁场方向时其磁场方向和电流方向平行则霍尔元件中不能输出霍尔电压；当顺时针转动右把手时其磁场强度变大则霍尔电压增大其车速将变大；由于不知道磁场的方向不能判别霍尔电压的位置；当上下面所加的电压反向时不会影响到车速的控制。
9．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】A．A，B间电压不变，a振动过程中，板间距离变化，由公式 知，A，B板间的电场强度会发生变化，A不符合题意；
BC．a振动过程中，A，B间电压不变，根据 可知电容器的电容发生变化，由电容的定义式 知，A，B板所带的电荷量会发生变化，电容器会放电或充电，电路中电流的方向也会发生改变，BC不符合题意；
D．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，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由于板间电压不变，当板间距离变化时其电场强度变化；由于电容变化所以其电荷量变化；所以其电流方向时刻改变；当a板位移最大时电容最大则板间电荷量最大。
10．【答案】B
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A．根据左手定则可知，电荷将在洛伦兹力的作用下向上下偏转，因此上下表面之间存在电势差，前、后表面不存在电势差，A不符合题意；
BD．设霍尔元件长、宽、高分别为A，B、c如图所示，达到平衡时
又
整理的 ①
可知电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越大
有①式可得
从而
因此k越大，传感器灵敏度（ ）越高，B符合题意，D不符合题意；
C．由于电子运动的方向与电流方向相反，根据左手定则可知，电子向下偏转，上表面电势高，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用左手定则可以判别电荷的偏转，进而判别上下表面存在电势差；利用洛伦资料等于电场力可以求出灵敏度的表达式；利用电荷的偏转结合左手定则可以判别电势的高低。
11．【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】A、原线圈接入题图乙所示的电源电压，T=0.02 s，所以频率为 ；A符合题意.
B、原线圈接入电压的最大值是 ，所以原线圈接入电压的有效值是U=220V，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，所以副线圈电压是22 V，所以电压表的示数为22 V，B不符合题意；
C、有光照射R时，R阻值随光强增大而减小，根据，得副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以电流表的示数变大，C符合题意；
D、抽出L中的铁芯，电感线圈自感系数减小，电感线圈对电流的阻碍减小，所以D变亮，D符合题意.
故答案为：ACD.
【分析】由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比．和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况.
12．【答案】B,C
【知识点】传感器
【解析】【解答】A、发光二极管两极达到一定电压时就会正向导通，所以不是传感器．故A不正确；
B、热敏电阻可以把温度转化为电学量，故B正确；
C、而霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量，故C正确；
D、干电池是电源，能给两极提供电势差的设备．故D不正确；
故选BC
【分析】传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．
13．【答案】B,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】由图看出，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，B符合题意，A不符合题意；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大．D符合题意， C不符合题意．
故答案为：BD
【分析】当握力越大时，其变阻器接入的电阻越小导致电路中电阻越小其电流越大。
14．【答案】A,B,C
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A.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，A符合题意；
B.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受到的磁场力向右，导电物质偏向接线端2，导电物质为电子，则接线端2的电势低于接线端4的电势，B符合题意；
C.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，C符合题意；
D.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，D不符合题意；
故答案为：ABC
【分析】利用左边线圈的电流方向结合安培定则可以判别磁场的方向；利用左手定则可以判别电荷的偏转进而判别电势的高低；当磁场方向和电流方向同时改变时其电压表的读数保持不变；当减小R1会使磁感应强度减弱，增大R2会使电流减弱所以导致霍尔元件产生的电压可能减小。
15．【答案】B,C
【知识点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性
【解析】【解答】AB． 是光敏电阻，当有人通过而遮住光线时， 的阻值变大，回路总电阻增大，回路中的电流I减小，A，B间的电压
所以U减小，A不符合题意，B符合题意；
CD．由闭合电路欧姆定律得，A，B间的电压
当仅增大 的阻值时，回路总电阻增大，电路中的电流减小，A，B间的电压U增大；同理当仅减小 的阻值时，回路总电阻减小，电路中的电流增大，A，B间的电压U减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】当有人通过遮住光线时，其光敏电阻阻值变大，则导致AB之间的电压变小；当R2电阻变大则会导致其两端电压变大。
