第第頁2023-2024學年人教版物理選擇性必修第二冊單元測試卷第五章傳感器單元檢測（含解析）第五章傳感器

本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。

第Ⅰ卷(選擇題共40分)

一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)

1．用遙控器調換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉化為電信號的過程。下列所述與其工作原理相同的是()

A．走廊照明燈的聲控開關

B．賓館天花板上安裝的火災報警器

C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置

D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器

2．下圖中關于傳感器的應用，說法正確的是()

A．干簧管是利用電磁感應的原理控制電路的通斷的

B．機器人“眼睛”利用了光傳感器

C．紅外測溫槍向人體發射紅外線，從而測量人體溫度

D．火災報警器是通過感知溫度觸發報警的

3.如圖所示為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是()

A．溫度升高至74℃時，L1亮燈報警

B．溫度升高至74℃時，L2亮燈報警

C．溫度升高至78℃時，L1亮燈報警

D．溫度升高至78℃時，L2亮燈報警

4．電熨斗能自動控制溫度，在熨燙不同的織物時，設定的溫度可以不同，圖為電熨斗的結構圖，電熨斗內部裝有雙金屬片，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬，若把熨燙的尼龍衣物換成棉麻衣物，則如何調節調溫旋鈕()

織物材料尼龍合成纖維絲綢羊毛棉麻

熨燙溫度低→高

A．向下B．向上

C．保持原狀D．不能確定

5．利用某半導體的電阻隨溫度升高而減小的特征可以制作電子溫度計。圖甲表示該半導體的電阻R隨溫度t變化的情況。把該半導體與電動勢為E、內阻為r的電源，理想電壓表和保護電阻R0連成如圖乙所示的電路。用該半導體作測溫探頭，把電壓表的電壓刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡易的電子溫度計。下列說法正確的是()

A．溫度升高后，電源的效率將升高

B．該電子溫度計表盤上溫度的刻度是均勻的

C．tA和tB相比，tA應標在電壓較小的刻度上

D．若電池用久后內阻r變大，用該溫度計測量的溫度要比真實值偏高

6．壓敏電阻的阻值R隨所受壓力的增大而減小。某興趣小組利用壓敏電阻設計了判斷電梯運行狀態的裝置，其電路如圖甲所示。將壓敏電阻平放在電梯內，受壓面朝上，在上面放一物體A，電梯靜止時電壓表示數為U0，在電梯由靜止開始運行過程中，電壓表的示數變化情況如圖乙所示。下列判斷正確的是()

A．電梯勻加速下降

B．電梯勻加速上升

C．電梯下降且加速度在變大

D．電梯上升且加速度在變小

7.利用傳感器和計算機可以研究快速變化力的大小，實驗時，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落。用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時間變化圖線如圖乙所示。根據圖線所提供的信息，以下判斷正確的是()

A．t1時刻小球速度最大

B．t2、t5時刻小球的動能最小

C．t3、t4時刻小球的速度不同

D．小球在運動過程中機械能守恒

8．傳感器在日常生活中有著廣泛的應用，它的種類多種多樣，其性能也各不相同。以下有關傳感器的說法正確的是()

A．辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關，是溫度傳感器的應用

B．非觸摸式自動水龍頭(自動感應水龍頭)應用的傳感器是光傳感器

C．光電門能夠記錄遮光條的擋光時間，應用的是光傳感器

D．調溫型電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，能控制電路的通斷

9．如圖所示，電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導體層內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時，由于人體是導體，手指與內部導體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。由以上信息可知()

A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導體層和手指

B．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大

C．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小

D．如果用戴了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作

10．如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁場垂直于霍爾元件的工作面向上，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面間會產生電勢差，下列說法中正確的是()

A．電勢差的大小僅與磁感應強度有關

B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢φC>φD

C．僅增大電流I時，電勢差變大

D．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持水平

第Ⅱ卷(非選擇題共60分)

二、填空題(4小題，共34分。把答案直接填在橫線上)

11．(6分)熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是用熱敏電阻R1作為傳感器制作的簡單自動報警器原理圖。

(1)由圖甲可知，熱敏電阻R1的阻值隨著溫度的升高而(選填“增大”域“減小”)；

(2)閉合開關S1、S2，為了使溫度過高時報警器鈴響，開關c應接在(選填“a”或“b”)處；

(3)保持開關S1、S2閉合，若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器的滑片P向(選填“左”或“右”)移動。

12．(8分)某研究性學習小組學習傳感器知識后設計制作了簡易測力計，其工作原理圖如圖甲所示。所用器材有：輸出電壓為9V的恒壓電源、量程為0～0.6A的電流表(內阻不計)、電阻箱、阻值隨長度均勻變化的電阻絲(長度為0.06m，總阻值為30Ω)、彈簧、開關、導線(電阻不計)。已知彈簧處于原長時，滑片P位于電阻絲的最左端，彈簧彈力F與彈簧伸長量x關系如圖乙所示。

(1)為了電路的安全，電阻箱的阻值至少調至Ω。

(2)按甲圖原理由電流表改裝的測力計，表盤上拉力間隔值相同時對應的刻度線(選填“均勻”“不均勻”)。

(3)若電阻箱的阻值為20Ω，則當電流表的示數為0.2A時，對應標示的拉力值為N。

(4)若考慮電流表的阻值引起的系統誤差，拉力測量值比真實值(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

13．(8分)為了節能環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統。光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨光照強度增大而減小。

(1)如圖甲，是街道路燈自動控制設計電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在(填“AB”或“BC”)之間。

(2)下列選項可以延長路燈工作時間的是。

A．增大滑動變阻器的阻值

B．并聯更多的路燈

C．減小電源電動勢

(3)用多用電表“×100Ω”擋，按正確步驟測量圖甲中電磁鐵線圈電阻時，指針示數如圖乙，則線圈的電阻為Ω；已知當線圈中的電流大于或等于2mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，圖乙中直流電源的電動勢E＝7V，內阻忽略不計，滑動變阻器有兩種規格可供選擇：RI(0～200Ω，1A)、R2(0～2000Ω，0.1A)。要求天色漸暗照度降低至1.0lx時(此時光敏電阻阻值約為2kΩ)點亮路燈，滑動變阻器應選擇(填“R1”或“R2”)。

14．(12分)現要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干。在室溫下對系統進行調節。已知直流電源U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為650.0Ω。

(1)完成待調節的報警系統原理電路圖的連線。

(2)電路中應選用滑動變阻器(填“R1”或“R2”)。

(3)按照下列步驟調節此報警系統：

①電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據實驗要求，這一阻值為Ω；滑動變阻器的滑片應置于選填“a”或“b”)端附近。

②將開關向c(選填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，。

(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統即可正常使用。

三、論述、計算題(本題共2小題，共26分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)

15.(12分)某同學設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖所示，迎風板與一輕彈簧的一端N相連，穿在光滑的金屬桿上。彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數k＝1300N/m，自然長度L0＝0.5m，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風板面積S＝0.5m2，工作時總是正對著風吹來的方向。電路中左端導線與金屬桿M端相連，右端導線接住N點并可隨迎風板在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好。限流電阻的阻值R＝1Ω，電源的電動勢E＝12V，內阻r＝0.5Ω。合上開關，沒有風時，彈簧長度為原長度，電壓表的示數U1＝3.0V；如果某時刻由于風吹使迎風板向左壓縮彈簧，電壓表示數為U2＝2.0V，求：

(1)金屬桿單位長度的電阻；

(2)此時作用在迎風板上的風力。

16．(14分)有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖中的虛線所示，它主要由三部分構成：踏板和壓力杠桿ABO、壓力傳感器R(一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表(其實質是電流表)。其中AO∶BO＝5∶1。已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關系如下表所示：

壓力F/N050100150200250300…

電阻R/Ω300270240210180150120…

設踏板的杠桿組件的質量不計，接通電源后，壓力傳感器兩電壓恒為4.68V，則：

(1)利用表中數據歸納出電阻R隨壓力F變化的函數關系式；

(2)該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表刻度盤多少毫安處？

(3)如果某人站在踏板上，電流表刻度盤示數為20mA，這個人的體重是多少？

第五章傳感器

本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。

第Ⅰ卷(選擇題共40分)

一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)

1．用遙控器調換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉化為電信號的過程。下列所述與其工作原理相同的是(B)

A．走廊照明燈的聲控開關

B．賓館天花板上安裝的火災報警器

C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置

D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器

解析：用遙控器調換電視機的頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉化為電信號的過程。走廊照明燈的聲控開關，實際是將聲波轉化成電信號的過程，故A錯誤；當火災報警器有煙霧時，經過漫反射，將光信號轉換成電信號，從而發出警報。所以該傳感器是用光傳感器實現報警的，故B正確；自動洗衣機中的壓力傳感裝置，是將壓力轉化成電信號的過程，故C錯誤；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器，是將溫度轉化成電信號的過程，故D錯誤。

2．下圖中關于傳感器的應用，說法正確的是(B)

A．干簧管是利用電磁感應的原理控制電路的通斷的

B．機器人“眼睛”利用了光傳感器

C．紅外測溫槍向人體發射紅外線，從而測量人體溫度

D．火災報警器是通過感知溫度觸發報警的

解析：干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯誤；機器人“眼睛”利用了光傳感器，故B正確；紅外測溫槍是接受人體向外發射紅外線的強弱，從而測量人體溫度，故C錯誤；火災報警器是利用煙霧對光的散射工作的，故D錯誤。

3.如圖所示為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是(D)

A．溫度升高至74℃時，L1亮燈報警

B．溫度升高至74℃時，L2亮燈報警

C．溫度升高至78℃時，L1亮燈報警

D．溫度升高至78℃時，L2亮燈報警

解析：當溫度低于78°時，線圈中沒有電流，此時燈L1亮，但不報警，當溫度升高到78℃時，線圈中有電流，磁鐵吸引銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮且報警，溫度升高至74℃時，線圈中沒有電流，只是燈L1亮，不會報警。

4．電熨斗能自動控制溫度，在熨燙不同的織物時，設定的溫度可以不同，圖為電熨斗的結構圖，電熨斗內部裝有雙金屬片，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬，若把熨燙的尼龍衣物換成棉麻衣物，則如何調節調溫旋鈕(A)

織物材料尼龍合成纖維絲綢羊毛棉麻

熨燙溫度低→高

A．向下B．向上

C．保持原狀D．不能確定

解析：由題意知，電熨斗由熨燙的尼龍衣物換成棉麻衣物，就是要求電熨斗在更高溫度斷開，因雙金屬片上層金屬的膨脹系數大于下層金屬，使雙金屬片向下彎曲，上下觸點脫離，電路斷開，因此，應向下調節調溫旋鈕，雙金屬片受熱時，使觸點更難分離。故選A。

5．利用某半導體的電阻隨溫度升高而減小的特征可以制作電子溫度計。圖甲表示該半導體的電阻R隨溫度t變化的情況。把該半導體與電動勢為E、內阻為r的電源，理想電壓表和保護電阻R0連成如圖乙所示的電路。用該半導體作測溫探頭，把電壓表的電壓刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡易的電子溫度計。下列說法正確的是(D)

A．溫度升高后，電源的效率將升高

B．該電子溫度計表盤上溫度的刻度是均勻的

C．tA和tB相比，tA應標在電壓較小的刻度上

D．若電池用久后內阻r變大，用該溫度計測量的溫度要比真實值偏高

解析：電源的效率η＝＝，溫度升高后，R阻值減小，外電阻減小，則電源的效率將降低，選項A錯誤；由圖像可知R＝r0－kt，U＝＝，則該電子溫度計表盤上溫度的刻度是不均勻的；溫度越高，U越小，即tA應標在電壓較大的刻度上，tB應標在電壓較小的刻度上，選項B、C錯誤；若電池用久后內阻r變大，根據U＝，可知相同的R值時U值偏小，則對應的溫度偏高，即用該溫度計測量的溫度要比真實值偏高，選項D正確。

6．壓敏電阻的阻值R隨所受壓力的增大而減小。某興趣小組利用壓敏電阻設計了判斷電梯運行狀態的裝置，其電路如圖甲所示。將壓敏電阻平放在電梯內，受壓面朝上，在上面放一物體A，電梯靜止時電壓表示數為U0，在電梯由靜止開始運行過程中，電壓表的示數變化情況如圖乙所示。下列判斷正確的是(C)

A．電梯勻加速下降

B．電梯勻加速上升

C．電梯下降且加速度在變大

D．電梯上升且加速度在變小

解析：根據歐姆定律得U0＝IR0

結合圖像可得電路中的電流一直減小，又I＝

可知壓敏電阻的阻值一直增加，則A對壓敏電阻的壓力減小，可知A處于失重狀態，則電梯處于向上減速或向下加速并且加速度越來越大。由于電梯由靜止開始運動，故選C。

7.利用傳感器和計算機可以研究快速變化力的大小，實驗時，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落。用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時間變化圖線如圖乙所示。根據圖線所提供的信息，以下判斷正確的是(BC)

A．t1時刻小球速度最大

B．t2、t5時刻小球的動能最小

C．t3、t4時刻小球的速度不同

D．小球在運動過程中機械能守恒

解析：當球的速度、動能最大時球的加速度、合力為零，在t1時繩剛伸直，彈力為零，球的速度還要增大，A錯誤；t2、t5時刻繩上彈力最大，繩的伸長量應達到最大，此時球的速度就為零，動能最小，B正確；從拉力幅度逐漸減小可知球運動中有空氣阻力存在，機械能不守恒，t3、t4時刻球的速度大小必不相等，且方向相反，C正確、D錯誤。

8．傳感器在日常生活中有著廣泛的應用，它的種類多種多樣，其性能也各不相同。以下有關傳感器的說法正確的是(BCD)

A．辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關，是溫度傳感器的應用

B．非觸摸式自動水龍頭(自動感應水龍頭)應用的傳感器是光傳感器

C．光電門能夠記錄遮光條的擋光時間，應用的是光傳感器

D．調溫型電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，能控制電路的通斷

解析：辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關，這是由于人體會發出紅外線，當大門上的傳感器探測到人體發出的紅外線后，對門發出打開的指令，這是光傳感器的應用，故A錯誤；當人手靠近非觸摸式自動水龍頭(自動感應水龍頭)時，傳感器探測到人手發出的紅外線后，對龍頭發出放水的指令，所以應用的傳感器是光傳感器，故B正確；光電門能夠記錄遮光條的擋光時間，應用的是光傳感器，故C正確；調溫型電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，能控制電路的通斷，故D正確。

9．如圖所示，電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導體層內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時，由于人體是導體，手指與內部導體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。由以上信息可知(AB)

A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導體層和手指

B．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大

C．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小

D．如果用戴了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作

解析：電容觸摸屏在原理上把人體當作一個電容器元件的一個極板，把導體層當作另一個極板，故A正確；手指與屏的接觸面積越大，即兩個極板的正對面積越大，故電容越大，B正確，C錯誤；如果戴了手套或手持不導電的物體觸摸時沒有反應，這是因為手與導體層距離較大，不能引起導體層電場的變化，D錯誤。

10．如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁場垂直于霍爾元件的工作面向上，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面間會產生電勢差，下列說法中正確的是(BC)

A．電勢差的大小僅與磁感應強度有關

B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢φC>φD

C．僅增大電流I時，電勢差變大

D．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持水平

解析：根據CD間存在電勢差，則CD之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，設霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有q＝qvB，又I＝nqvS＝nqvbc，可得UCD＝，n由材料決定，故U不僅與材料有關還與厚度c成反比，同時還與磁場B與電流I有關，A錯誤、C正確；根據左手定則，電子向D側面偏轉，D表面帶負電，C表面帶正電，所以C表面的電勢高，則UCD>0，即有φC>φD，B正確；在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過，D錯誤。

第Ⅱ卷(非選擇題共60分)

二、填空題(4小題，共34分。把答案直接填在橫線上)

11．(6分)熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是用熱敏電阻R1作為傳感器制作的簡單自動報警器原理圖。

(1)由圖甲可知，熱敏電阻R1的阻值隨著溫度的升高而減小(選填“增大”域“減小”)；

(2)閉合開關S1、S2，為了使溫度過高時報警器鈴響，開關c應接在a(選填“a”或“b”)處；

(3)保持開關S1、S2閉合，若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器的滑片P向左(選填“左”或“右”)移動。

解析：(1)由圖甲可知，溫度升高熱敏電阻阻值減小；

(2)左邊控制電路電流變大，電磁鐵磁性變強，開關接觸a點，要使溫度過高時報警器報警，則c應接在a處；

(3)滑片P向左移，滑動變阻器接入電路的阻值變大，在溫度更高時控制電路才能有足夠大電流，使磁鐵有足夠大引力吸引開關，因此滑片向左移。

12．(8分)某研究性學習小組學習傳感器知識后設計制作了簡易測力計，其工作原理圖如圖甲所示。所用器材有：輸出電壓為9V的恒壓電源、量程為0～0.6A的電流表(內阻不計)、電阻箱、阻值隨長度均勻變化的電阻絲(長度為0.06m，總阻值為30Ω)、彈簧、開關、導線(電阻不計)。已知彈簧處于原長時，滑片P位于電阻絲的最左端，彈簧彈力F與彈簧伸長量x關系如圖乙所示。

(1)為了電路的安全，電阻箱的阻值至少調至15Ω。

(2)按甲圖原理由電流表改裝的測力計，表盤上拉力間隔值相同時對應的刻度線不均勻(選填“均勻”“不均勻”)。

(3)若電阻箱的阻值為20Ω，則當電流表的示數為0.2A時，對應標示的拉力值為100N。

(4)若考慮電流表的阻值引起的系統誤差，拉力測量值比真實值偏小(選填“偏大”“偏小”或“相等”)。

解析：(1)為了電路的安全，電路中電流不超過0.6A，則電路中最小電阻為Rmin＝＝Ω＝15Ω，即電阻箱的阻值至少調至15Ω；

(2)由圖乙知F＝kx，其中k＝＝10000N/m，

設電阻絲總長為l，電阻絲總電阻為R1，則由閉合電路歐姆定律知，電路電流為I＝＝＝，

可見，電流與拉力并非線性關系，所以表盤上拉力間隔值相同時對應的刻度線不均勻；

(3)若電阻箱的阻值為20Ω，同理可得I＝，

則當電流表的示數為0.2A時，對應標示的拉力值為F＝100N；

(4)若考慮電流表的阻值引起的系統誤差，設電流表的阻值為R。則I＝R1整理得：F＝[I(R＋Rr＋R0)－E]由此可知，忽略R0時、F值偏小，則可知拉力測量值偏小。

13．(8分)為了節能環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統。光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨光照強度增大而減小。

(1)如圖甲，是街道路燈自動控制設計電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在AB(填“AB”或“BC”)之間。

(2)下列選項可以延長路燈工作時間的是AC。

A．增大滑動變阻器的阻值

B．并聯更多的路燈

C．減小電源電動勢

(3)用多用電表“×100Ω”擋，按正確步驟測量圖甲中電磁鐵線圈電阻時，指針示數如圖乙，則線圈的電阻為1_400Ω；已知當線圈中的電流大于或等于2mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，圖乙中直流電源的電動勢E＝7V，內阻忽略不計，滑動變阻器有兩種規格可供選擇：RI(0～200Ω，1A)、R2(0～2000Ω，0.1A)。要求天色漸暗照度降低至1.0lx時(此時光敏電阻阻值約為2kΩ)點亮路燈，滑動變阻器應選擇R1(填“R1”或“R2”)。

解析：(1)天亮時光照強度增大，光敏電阻的阻值減小，電磁鐵中電流增大，磁場增強，吸引銜鐵向下與C接通，燈熄滅，故路燈應接在AB之間。

(2)由題意知當電流小于2mA時路燈亮，若增大滑動變阻器的阻值，則使路燈工作的光敏電阻臨界阻值變小，臨界光照強度變強，所以可以延長路燈工作時間，故A正確；并聯更多的路燈，改變工作電路的阻值，但是對控制電路沒有影響，不能延長路燈工作時間，故B錯誤；若減小電源電動勢，則使路燈工作的光敏電阻臨界阻值變小，臨界光照強度變強，所以可以延長路燈工作時間，故C正確。

(3)多用電表讀數為14×100Ω＝1400Ω，

路燈點亮時電磁鐵中電流小于2mA，則電路中總阻值R＝>Ω＝3500Ω，

此時光敏電阻阻值約為2kΩ，電磁鐵的電阻為1400Ω，則滑動變阻器接入電路中的阻值約為100Ω，故應選用R1。

14．(12分)現要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時，系統報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干。在室溫下對系統進行調節。已知直流電源U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為650.0Ω。

(1)完成待調節的報警系統原理電路圖的連線。見解析

(2)電路中應選用滑動變阻器R2(填“R1”或“R2”)。

(3)按照下列步驟調節此報警系統：

①電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據實驗要求，這一阻值為650.0Ω；滑動變阻器的滑片應置于b(選填“a”或“b”)端附近。

②將開關向c(選填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警。

(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統即可正常使用。

解析：(1)電路圖連接如圖所示

(2)報警器開始報警時，對整個回路有U＝Ic(R滑＋R熱)，R熱＝650.0Ω，

代入數據可得R滑＝1150.0Ω，

因此滑動變阻器應選擇R2。

(3)①在調節過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為650.0Ω。

滑動變阻器在電路中為限流接法，滑片應置于b端附近，若置于另一端a時，閉合開關，則電路中的電流I＝A≈27.7mA，

超過報警器最大電流20mA，報警器可能損壞。

②開關應先向c端閉合，移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警為止。

三、論述、計算題(本題共2小題，共26分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有