第44頁（共44頁）2024-2025學年下學期高二物理教科版（2019）期末必刷常考題之自制簡單的電路一．選擇題（共2小題）1．（2024春?順義區校級期中）如圖所示為蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在壓力傳感器R1上。R1所受壓力越大阻值越小，當R2兩端電壓超過某一值時，使控制電路接通，電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵。該控制電路中包含保持電路，能夠確保蘋果在分揀板上運動時電磁鐵始終保持吸動狀態。下列說法正確的是（）A．質量大的蘋果將進入上通道 B．為了選出質量更大的蘋果可以增大R2的阻值 C．為了選出質量更大的蘋果可以減少纏繞電磁鐵線圈的匝數 D．為了選出質量更大的蘋果可以將電源A的輸出電壓增大2．（2023?浙江開學）關于下列各裝置說法正確的是（）A．如圖裝置霍爾元件左右移動時，能產生霍爾電壓的原理是電磁感應 B．如圖中物體向左移，則電容器的電容變小 C．如圖裝置中通過物體位置變化引起線圈的自感系數改變 D．如圖裝置只要有聲音，即使不接入電源，R兩端也有電壓輸出二．多選題（共3小題）（多選）3．（2024?廣西開學）某中學水果自助售賣處使用的電子秤的工作原理簡化圖如圖所示，滑片P可在豎直放置的可變電阻R上滑動，不放水果時，P處于R的上端。閉合開關，當所稱水果的質量增大時，由電表（電流表或電壓表中的一種）改裝成的顯示器示數也增大。下列說法正確的是（）A．顯示器是由電流表改裝而成的 B．為了節約電能，可將電阻R0去掉 C．水果質量越大，R接入電路的電阻越小 D．根據使用要求，應連接接線柱“1”與“2”（多選）4．（2022秋?包頭月考）如圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。R1為壓力傳感器。R2為可調電阻，R2兩端電壓越大，電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引越強（）A．壓力越大R1越大 B．壓力越大R1越小 C．調節R2的大小可以起到保護電路的作用 D．調節R2的大小可以改變蘋果篩選的標準（多選）5．傳感器擔負著信息的采集任務，在自動控制中發揮著重要作用，傳感器能夠將感受到的物理量（如溫度、光、聲等）轉換成便于測量的量（通常是電學量），例如熱敏傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱敏電阻。熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡單自動報警器的線路圖。則下列說法正確的是（）A．為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在a處 B．為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在b處 C．若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器滑片P向右移動 D．如果在調試報警器達到最低報警溫度時，無論如何調節滑動變阻器滑片P都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態，則造成工作電路不能正常工作的原因可能是乙圖中左邊電源電壓太低三．填空題（共3小題）6．（2017春?東湖區校級月考）傳感器擔負著信息的采集任務，在自動控制中發揮著重要作用，傳感器能夠將感受到的物理量（如溫度、光、聲等）轉換成便于測量的量（通常是電學量），例如熱敏傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱敏電阻，熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻R1作為傳感器制作的簡單自動報警器的線路圖．（1）為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在處（填a或b）．（2）若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器滑片P向移動（填左或右）．（3）如果在調試報警器達最低報警溫度時，無論如何調節滑動變阻器滑片P都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態，則造成工作電路不能正常工作的原因可能是．（填字母）A．左邊電源電壓太高；B．線圈匝數太少；C．彈簧勁度系數太大．7．（2011?江蘇校級學業考試）本題為選做題，考生只選擇一題作答，若兩題都作答，則按（1）題計分。（1）（本題供使用選修1﹣1教材的考生作答。）在現代生活中，許多地方需要傳感器，例如，電冰箱制冷系統的自動控制就要用到A．壓力傳感器B．聲傳感器C．光傳感器D．溫度傳感器（2）（本題供使用選修3﹣1教材的考生作答。）一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點過程中，電場力做了2×10﹣6J的正功，那么A．電荷的電勢能減少了2×10﹣6JB．電荷的動能減少了2×10﹣6JC．電荷在B處時具有2×10﹣6J的電勢能D．電荷在B處時具有2×10﹣6J的動能。8．在溫度為10℃左右的環境中工作的自動恒溫箱簡圖如圖（a）所示，箱內電阻R1＝20kΩ、R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖像如圖（b）所示。當a、b端電壓Uab＜0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高；當Uab≥0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在℃。四．實驗題（共5小題）9．（2025?萍鄉二模）某水果加工廠的蘋果自動分揀裝置的示意圖如圖甲所示，該裝置能把大小不同的蘋果按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果，裝置中R1為半導體薄膜壓力傳感器，托盤置于R1上，托盤所受重力不計。蘋果經過托盤時對R1產生壓力，半導體薄膜壓力傳感器R1的阻值隨壓力F變化的圖像如圖乙所示。初始狀態銜鐵水平，當電阻箱R2兩端電壓U2≥4V時，控制電路使電磁鐵工作吸動銜鐵，并保持一段時間，確保蘋果在銜鐵上運動時電磁鐵保持吸合狀態，蘋果進入下通道。已知電源電動勢E＝10V，內阻r＝1.0Ω，取重力加速度大小g＝10m/s2。（1）當質量較大的蘋果通過托盤時，對應的壓力傳感器R1的阻值（填“較大”或“較小”）。（2）現以0.3kg為標準質量將蘋果分揀開，根據題述條件可知，質量小于0.3kg的小果將通過（填“上通道”或“下通道”），電阻箱R2的阻值應調為Ω（結果保留一位小數）。（3）若要將分揀標準質量提高到0.40kg，僅將R2的阻值調為Ω即可實現。（結果保留一位小數）（4）若電源長時間未使用，內阻r增大，但電動勢不變，則分揀標準質量將會（填“變大”“變小”或“不變”）。10．（2025?西安一模）半導體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會隨壓力變化而改變。某實驗小組想測量某一薄膜壓力傳感器在不同壓力下的阻值RN，其阻值約為幾十歐，現有以下器材：壓力傳感器電源：電動勢6V（內阻不計）電流表A：量程250mA，內阻約為5Ω電壓表V：量程3V，內阻約為20kΩ滑動變阻器R：阻值范圍0～10Ω開關S，導線若干（1）為了提高測量的準確性，應該選以下電路圖進行測量，使用該電路得到的測量值（選填“大于”“小于”或者“等于”）真實值；A.B.C.D.（2）通過多次實驗測得其阻值RN隨壓力F變化的關系圖像如圖甲所示，該學習小組利用該壓力傳感器設計了如圖乙所示的自動分揀裝置，可以將質量大于0.14kg的物體和小于0.14kg的物體進行分揀，圖中RN為壓力傳感器，R′為滑動變阻器，電源電動勢為6V（內阻不計），重力加速度大小取10m/s2。分揀時質量不同的物體通過傳送帶運送到托盤上，OB為一個可繞O轉動的杠桿，下端有彈簧，當控制電路兩端電壓≥2V時，杠桿OB水平，物體水平進入通道1；當控制電路兩端電壓＜2V時，控制電路控制杠桿的B端下移，物體下滑進入通道2，從而實現分揀功能。根據以上原理可知，R′接入電路的阻值為Ω（結果保留3位有效數字），質量為0.1kg的物體將進入（選填“通道1”或“通道2”）。11．（2025?南京校級開學）如圖所示，圖2為一個自動篩選雞蛋大小的裝置，可以篩選出兩類大小不同的雞蛋。當不同大小的雞蛋傳送到壓力秤上時，壓力秤作用在壓力傳感器電阻R1上，其電阻值隨壓力秤所受壓力的變化圖像如圖2所示。R2是可調節電阻，其兩端電壓經放大電路放大后可以控制電磁鐵是否吸動銜鐵并保持一段時間。當電壓超過某一數值時電磁鐵可以吸動銜鐵使彈簧下壓，雞蛋就進入B通道。已知電源電動勢E＝6V，內阻不計，R2調節為10Ω。（1）由圖1可知，壓力傳感器的電阻值RI隨壓力的增大而（填：“增大、減小”）。（2）從B通道通過的是雞蛋（填：“大、小”）。（3）由兩個圖可知，若R2兩端的電壓超過3V時，電磁鐵可以吸動銜鐵向下，則選擇的大雞蛋對壓力秤的壓力要大于N（保留到小數點后兩位）。（4）若把電阻R2的阻值調小，選擇出的雞蛋更（填：“大、小”）。12．（2025?越秀區開學）圖中為某水果加工廠的蘋果目動分揀裝置示意圖，該裝表置把大小不同的蘋果按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。裝置中R1為半導體薄膜壓力傳感器，托盤置于R1上，托盤所受重力不計。蘋果經過托盤時對R1產生壓力，半導體薄膜壓力傳感器R1的阻值隨壓力F變化的圖像如圖乙所示。初始狀態銜鐵水平，當電阻箱R2兩端電壓U1≥3V時控制電路使電磁鐵工作吸動銜鐵，并保持一段時間，確保蘋果在銜鐵上運動時電磁鐵保持吸合狀態。已知電源電動勢E＝9V，內阻不計，取重力加速度大小g＝10m/s2。（1）當較小的蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較小，此時R1的電阻（選填“較大”或“較小”）；（2）現以0.22kg為標準質量將蘋果分揀開，電阻箱R2的阻值應調為kΩ，質量大于0.22kg的大果將通過；（填“上通道”或“下通道”）（3）下列情況能提高分揀標準質量的是。A.調節R2變小B.增大電源電動勢C.增加電磁鐵線圈匝數D.電源使用一段時間后，電動勢幾乎不變，內阻變大13．（2024秋?大連期末）某學習小組將電壓表改裝成電子秤。實驗器材有：直流電源（電動勢為E＝4.5V，內阻為r＝1.0Ω）；電壓表V（量程0～3V，內阻很大）；滑動變阻器R（最大阻值10Ω）；豎直固定的滑動變阻器R0（總長l＝10cm，最大阻值20Ω）；豎直彈簧下端固定于水平地面，上端固定秤盤且與滑動變阻器R0的滑動端連接，滑片接觸良好且無摩擦（彈簧勁度系數k＝103N/m）；開關S以及導線若干。取重力加速度g＝10m/s2，不計摩擦和其他阻力。實驗步驟如下：①靜止的托盤中未放被測物時。R0的滑片P恰好置于R0的最上端，電壓表的示數為零，調節滑動變阻器R的滑片位于阻值最大端。②在彈簧的彈性限度內，在托盤中輕輕放入砝碼，直至托盤靜止后，滑片P恰好置于變阻器R0的最下端，調節滑動變阻器R，使電壓表達到滿偏，此時為電子秤的最大稱重。請回答下列問題（所有計算結果保留兩位有效數字）：（1）電子秤達到最大稱重時，滑動變阻器R接入電路的阻值為Ω。（2）該電子秤的最大稱重為kg。（3）在圖（b）中畫出被測物體質量m與電壓表示數U的m﹣U圖像。（4）直流電源使用一段時間后，電動勢E不變，內阻略增大。則被測物體質量的測量值與真實值相比（選填“偏大”或“偏小”）。五．解答題（共2小題）14．（2024?閬中市校級開學）小孟在實驗室設計了一款測量物體重力的裝置，其示意圖如圖甲，物體放在有彈簧支撐的托盤上，彈簧底部固定，該裝置可以通過電表示數轉換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP。與被測物體重力G的關系圖像。電源電壓恒為24V，定值電阻R0為30Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，變阻器標有“50Ω1A”。（1）閉合開關S，當電流表示數I＝0.4A時，求物體的重力G。（2）在保證電路各元件安全的情況下，求RP的變化范圍。15．（2023春?沂源縣校級期中）某型號磁力鎖的工作原理如圖甲所示，其主要部分由電磁鐵電路和金屬應變片電路組成，金屬應變片所接電路如圖乙所示；電磁鐵線圈兩端電壓U與銜鐵所受磁力大小F的關系如圖丙所示，彈性梁左端固定在墻壁上，右端連接有銜鐵，并隨著磁鐵的吸合而上下運動；金屬應變片粘貼在彈性梁的上表面，其電阻值R1會因其形狀變化而發生改變，V1為理想電壓表。（1）若要減小電磁鐵與銜鐵間的磁力，滑動變阻器的滑片P應向端移動（選填或“d”）。（2）線圈通電吸引銜鐵下移時，應變片變長，電壓表V2的讀數將。（填“增大”“減小”或“不變”）（3）線圈在通電吸合銜鐵后，用600N的拉力才能將銜鐵與電磁鐵分開，則此時電磁鐵的工作電壓為v。（4）已知甲圖中電磁鐵線圈的直流電阻為20Ω，滑動變阻器的最大阻值為180B，電源的電動勢為12.0V，滑動變阻器的滑片P移到c端時電壓表V，示數為11.8V，則電源E的內阻為Ω（結果保留一位有效數字）。

2024-2025學年下學期高二物理教科版（2019）期末必刷常考題之自制簡單的電路參考答案與試題解析一．選擇題（共2小題）題號12答案CC二．多選題（共3小題）題號345答案ACBDAD一．選擇題（共2小題）1．（2024春?順義區校級期中）如圖所示為蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在壓力傳感器R1上。R1所受壓力越大阻值越小，當R2兩端電壓超過某一值時，使控制電路接通，電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵。該控制電路中包含保持電路，能夠確保蘋果在分揀板上運動時電磁鐵始終保持吸動狀態。下列說法正確的是（）A．質量大的蘋果將進入上通道 B．為了選出質量更大的蘋果可以增大R2的阻值 C．為了選出質量更大的蘋果可以減少纏繞電磁鐵線圈的匝數 D．為了選出質量更大的蘋果可以將電源A的輸出電壓增大【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】定量思想；推理法；磁場磁場對電流的作用；分析綜合能力．【答案】C【分析】根據題意分析控制電路接通的條件。根據壓力傳感器的特性和串并聯電路的分壓特點解答。【解答】解：A.大蘋果通過托盤秤時，R1電阻較小，則R2兩端的電壓變大，當該電壓達到放大電路的激勵電壓，使放大電路中的電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵，大蘋果進入下面的通道，故A錯誤；B.為了選出質量更大的蘋果，就要使得R2兩端電壓保持不變，因壓力越大，電阻R1越小，此時回路中的電流就越大，R2的電壓就會變得更大，則要想保持R2的電壓和原來一致，則只適當減小R2的阻值，故B錯誤；C.為了選出質量更大的蘋果，就要保持電磁鐵的磁性不變，而因壓力越大，電阻R1越小，此時回路中的電流就越大，而要保持電磁鐵的磁性不變，只需要減小纏繞電磁鐵線圈的匝數，故C正確；D.為了選出質量更大的蘋果，就要使得R2兩端電壓保持不變，因R1減小，而其他條件不變的情況下，只能減小和傳感器R1相連接電路中電源A的輸出電源，故D錯誤；故選：C。【點評】本題考查了傳感器的應用及工作原理，本題應用壓力傳感器制作了蘋果自動分揀裝置，解答時要根據題意分析清楚其工作原理，關鍵是找到電磁鐵工作的條件，根據串并聯點的分壓特點解答。2．（2023?浙江開學）關于下列各裝置說法正確的是（）A．如圖裝置霍爾元件左右移動時，能產生霍爾電壓的原理是電磁感應 B．如圖中物體向左移，則電容器的電容變小 C．如圖裝置中通過物體位置變化引起線圈的自感系數改變 D．如圖裝置只要有聲音，即使不接入電源，R兩端也有電壓輸出【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置；電容器的動態分析（U不變）——板間距離變化；霍爾效應與霍爾元件；自感現象與自感系數．【專題】定性思想；歸納法；電容器專題；理解能力．【答案】C【分析】A、霍爾元件能出現電勢差的原因是帶電粒子在磁場中受到力的作用而發生偏轉；B、根據電容的決定式得出電容的變化趨勢；C、丙圖裝置鐵芯位置變化引起線圈的自感系數改變；D、振膜與固定的平面電極之間形成一個電容，兩者之間的距離變化引起電容變化。【解答】解：A．甲圖裝置霍爾元件左右移動時，能產生霍爾電壓的原理是帶電粒子在磁場中受洛倫茲力作用而發生偏轉，不是電磁感應，故A錯誤；B．乙圖中物體向左移，插入電容器的電介質增加，則電容器的電容變大，故B錯誤；C．丙圖裝置中通過物體位置變化引起線圈的自感系數改變，故C正確；D．丁圖裝置是電容話筒是利用振膜接受空氣振動信號，振膜與固定的平面電極之間形成一個電容，兩者之間的距離變化會導致其電容的變化，在電容兩端施加固定頻率及大小的電壓，通過電容的電流就會變化。將這個電流信號進行轉換，即可輸出音頻信號。但是只有聲音，不接入電源，R兩端不會有電壓輸出，故D錯誤。故選：C。【點評】本題主要考查了電容器的相關應用，熟悉電容的決定式，結合霍爾效應的特點即可完成分析。二．多選題（共3小題）（多選）3．（2024?廣西開學）某中學水果自助售賣處使用的電子秤的工作原理簡化圖如圖所示，滑片P可在豎直放置的可變電阻R上滑動，不放水果時，P處于R的上端。閉合開關，當所稱水果的質量增大時，由電表（電流表或電壓表中的一種）改裝成的顯示器示數也增大。下列說法正確的是（）A．顯示器是由電流表改裝而成的 B．為了節約電能，可將電阻R0去掉 C．水果質量越大，R接入電路的電阻越小 D．根據使用要求，應連接接線柱“1”與“2”【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】信息給予題；定性思想；推理法；恒定電流專題；理解能力．【答案】AC【分析】A.顯示器串聯在電路中，因此顯示器是由電流表改裝而成的，據此分析作答；B.電阻R0起到保護電路的作用，據此分析作答；CD.根據稱量水果的質量增大時，顯示器示數也增大，確定滑動變阻器的接入電阻的變化，然后確定接線柱的連接情況。【解答】解：A.顯示器串聯在電路中，水果的質量增大時，顯示器示數也增大，因此顯示器是由電流表改裝而成的，故A正確；B.電阻R0起到保護電路的作用，不能去掉，故B錯誤；CD.水果質量越大，R接入電路的電阻越小，根據歐姆定律I=UR+R0可知，電流表（顯示器）的示數越大，因此接線柱“1”應與“故選：AC。【點評】本題考查了對電子秤的工作原理的理解和運用，要明確保護電阻的作用，能夠根據歐姆定律分析出接入電阻與稱量物體質量的關系是解題的關鍵。（多選）4．（2022秋?包頭月考）如圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。R1為壓力傳感器。R2為可調電阻，R2兩端電壓越大，電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引越強（）A．壓力越大R1越大 B．壓力越大R1越小 C．調節R2的大小可以起到保護電路的作用 D．調節R2的大小可以改變蘋果篩選的標準【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】定性思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】大蘋果在下面的分揀口出去，要求電磁鐵的吸引力更強，R2兩端電壓更大，R1兩端電壓要更小，可知蘋果越重R1電阻越小，R2調節不同阻值即可以調節自身電壓，從而調節分揀標準。【解答】解：AB、蘋果越重，R1電阻越小，兩端電壓越小，R2兩端電壓越大，電磁鐵吸力越強，大果會進入下端分揀口，要求壓力越大R1越小，故A錯誤，B正確；CD、調節R2不同阻值即是為調節R2自身電壓，從而實現改變蘋果的篩選標準，故C錯誤，D正確；故選：BD。【點評】本題考查電路電壓隨電阻大小變化規律，一個電阻變小，另一個電阻兩端電壓變大，難點是需要與題干描述結合，有一定的創新性，學生要注意分揀要求。（多選）5．傳感器擔負著信息的采集任務，在自動控制中發揮著重要作用，傳感器能夠將感受到的物理量（如溫度、光、聲等）轉換成便于測量的量（通常是電學量），例如熱敏傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱敏電阻。熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡單自動報警器的線路圖。則下列說法正確的是（）A．為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在a處 B．為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在b處 C．若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器滑片P向右移動 D．如果在調試報警器達到最低報警溫度時，無論如何調節滑動變阻器滑片P都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態，則造成工作電路不能正常工作的原因可能是乙圖中左邊電源電壓太低【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】應用題；定性思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】根據熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，因此使電路形成通路，并改變其中一個電阻的溫度。在最低報警溫度時不能報警，說明此時電路中產生的電流不能讓豎直片與a接觸，這可能由多種原因造成，如：①電源提供的電流太小，導致磁鐵的磁性太弱；②彈簧的勁度系數太大，電磁鐵的吸引力小于彈力等。【解答】解：AB、由熱敏電阻隨溫度變化的圖線可知，溫度越高電阻越小，電流增大，電磁鐵的引力增加，吸引彈簧向a運動，故A正確，B錯誤；C、若使啟動報警的溫度提高些，即熱敏電阻阻值再小些，則滑動變阻器的阻值應再大些，滑片P向左移動，故C錯誤；D、造成工作電路不能正常工作的原因可能是題圖乙中左邊電源電壓太低，或者線圈的匝數太少，或者彈簧的勁度系數太大等，故D正確。故選：AD。【點評】本題考查學生對生活中半導體具體實例的了解情況。此外本題通過影響電阻的因素的實驗，考查學生識圖能力以及分析問題和解決問題的能力。三．填空題（共3小題）6．（2017春?東湖區校級月考）傳感器擔負著信息的采集任務，在自動控制中發揮著重要作用，傳感器能夠將感受到的物理量（如溫度、光、聲等）轉換成便于測量的量（通常是電學量），例如熱敏傳感器，主要是應用了半導體材料制成的熱敏電阻，熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻R1作為傳感器制作的簡單自動報警器的線路圖．（1）為了使溫度過高時報警器響鈴，c應接在a處（填a或b）．（2）若使啟動報警的溫度提高些，應將滑動變阻器滑片P向左移動（填左或右）．（3）如果在調試報警器達最低報警溫度時，無論如何調節滑動變阻器滑片P都不能使報警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態，則造成工作電路不能正常工作的原因可能是BC．（填字母）A．左邊電源電壓太高；B．線圈匝數太少；C．彈簧勁度系數太大．【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】實驗題；定量思想；推理法；恒定電流專題．【答案】見試題解答內容【分析】根據熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，因此使電路形成通路，并改變其中一個電阻的溫度．在最低報警溫度時不能報警，說明此時電路中產生的電流不能讓豎直片與a接觸，這可能由多種原因造成，如：①電源提供的電流太小，導致磁鐵的磁性太弱；②彈簧的勁度系數太大，電磁鐵的吸引力小于彈力等．【解答】解：（1）根據圖甲中曲線的趨勢可以得出，電阻隨溫度的升高而減小，因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，為了使溫度過高時發送報警信息，則熱敏電阻阻值最小，開關c應該接在a處；（2）若使報警的最低溫度提高些電路中電阻增大，則滑動變阻R應將P點向左移動；（3）在最低報警溫度時不能報警，說明此時電路中產生的電流不能讓豎直片與a接觸，這可能由多種原因造成，如：①左邊電源電壓太低，電源提供的電流太小，導致磁鐵的磁性太弱；②線圈的匝數太少，導致電磁鐵的吸引力小于彈力；③彈簧的勁度系數太大，導致電磁鐵的吸引力小于彈力；故A錯誤，BC正確；故答案為：（1）a；（2）左；（3）BC．【點評】本題考查學生對生活中半導體具體實例的了解情況．此外本題通過影響電阻的因素的實驗，考查學生識圖能力以及分析問題和解決問題的能力．7．（2011?江蘇校級學業考試）本題為選做題，考生只選擇一題作答，若兩題都作答，則按（1）題計分。（1）（本題供使用選修1﹣1教材的考生作答。）在現代生活中，許多地方需要傳感器，例如，電冰箱制冷系統的自動控制就要用到DA．壓力傳感器B．聲傳感器C．光傳感器D．溫度傳感器（2）（本題供使用選修3﹣1教材的考生作答。）一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點過程中，電場力做了2×10﹣6J的正功，那么AA．電荷的電勢能減少了2×10﹣6JB．電荷的動能減少了2×10﹣6JC．電荷在B處時具有2×10﹣6J的電勢能D．電荷在B處時具有2×10﹣6J的動能。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置；電場力做功與電勢能變化的關系；常見的傳感器及分類．【專題】電場力與電勢的性質專題．【答案】見試題解答內容【分析】（1）根據傳感器的特點、功能可以判斷出題目中傳感器的類型。（2）電場力做功對應著電勢能的變化：電場力做正功電勢能減小，做負功電勢能增加。【解答】解：（1）電冰箱制冷系統需要根據溫度的高低進行自動調溫控制的，因此需要用溫度傳感器，故ABC錯誤，D正確。故選D。（2）電場力做功對應著電勢能的轉化，而不是說明電荷具有多少電勢能。本題中電場力做了2×10﹣6J的正功，說明電勢能減小了2×10﹣6J，動能增加了2×10﹣6J，而不能說明電荷具有多少動能或電勢能，故BCD錯誤，A正確。故選A。【點評】本題中的兩問都很基礎，對于基礎知識一定要掌握牢固，不能似是而非的，容易出錯。8．在溫度為10℃左右的環境中工作的自動恒溫箱簡圖如圖（a）所示，箱內電阻R1＝20kΩ、R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖像如圖（b）所示。當a、b端電壓Uab＜0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高；當Uab≥0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在35℃。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】35【分析】由題意得：當a、b端電壓Uab＜0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高；當Uab＞0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，則當Uab＝0時，恒溫箱保持穩定，根據電阻和電壓的關系可以求出Rt的值，根據乙圖就可以知道溫度。【解答】解：由題意得：當Uab＝0時，恒溫箱保持穩定，根據串并聯電路電壓與電阻的關系可知：R1：R2＝2：1只有R3：Rt也為2：1的時候，Uab＝0，此時電橋平衡所以可知Rt電阻為20kΩ，從圖乙可以看出，電阻為20kΩ時，溫度為35攝氏度故答案為：35【點評】本題主要考查了同學們識圖能力以及分析問題和解決問題的能力，要能根據題目的意思得出當Uab＝0時，恒溫箱保持穩定。四．實驗題（共5小題）9．（2025?萍鄉二模）某水果加工廠的蘋果自動分揀裝置的示意圖如圖甲所示，該裝置能把大小不同的蘋果按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果，裝置中R1為半導體薄膜壓力傳感器，托盤置于R1上，托盤所受重力不計。蘋果經過托盤時對R1產生壓力，半導體薄膜壓力傳感器R1的阻值隨壓力F變化的圖像如圖乙所示。初始狀態銜鐵水平，當電阻箱R2兩端電壓U2≥4V時，控制電路使電磁鐵工作吸動銜鐵，并保持一段時間，確保蘋果在銜鐵上運動時電磁鐵保持吸合狀態，蘋果進入下通道。已知電源電動勢E＝10V，內阻r＝1.0Ω，取重力加速度大小g＝10m/s2。（1）當質量較大的蘋果通過托盤時，對應的壓力傳感器R1的阻值較小（填“較大”或“較小”）。（2）現以0.3kg為標準質量將蘋果分揀開，根據題述條件可知，質量小于0.3kg的小果將通過上通道（填“上通道”或“下通道”），電阻箱R2的阻值應調為14.0Ω（結果保留一位小數）。（3）若要將分揀標準質量提高到0.40kg，僅將R2的阻值調為10.7Ω即可實現。（結果保留一位小數）（4）若電源長時間未使用，內阻r增大，但電動勢不變，則分揀標準質量將會變大（填“變大”“變小”或“不變”）。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】實驗題；定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】（1）較小；（2）上通道；14.0；（3）10.7；（4）變大。【分析】（1）根據質量較大的蘋果托盤對R1的壓力較大分析求解；（2）（3）根據閉合電路歐姆定律，結合電源電動勢不變分析求解；（4）根據閉合電路歐姆定律，結合內阻r增大，實際要吸引銜鐵打開通道時的電阻偏小分析求解。【解答】解：（1）蘋果通過托盤時，質量較大的蘋果托盤對R1的壓力較大，根據圖乙可知，R1的阻值較小；（2）若蘋果質量小于0.3kg時，則R1阻值增大，分壓增大，由于電源電動勢不變，R2兩端分壓減小，電銜鐵將不被吸合，小蘋果將通過上通道；當蘋果質量為0.3kg時，此時R1＝20Ω為使該裝置達到分揀目的，根據閉合電路歐姆定律，R2的阻值滿足R解得R2＝14.0Ω（3）同理當蘋果質量為0.40kg時，此時R1′＝15Ω為使該裝置達到分揀目的，根據閉合電路歐姆定律，R2的阻值滿足R解得R2＝10.7Ω（4）若電源長時間未使用，內阻r增大，但電動勢不變，根據閉合電路歐姆定律，有U可知內阻r增大，則實際要吸引銜鐵打開通道時的電阻偏小，需要的壓力偏大，即分揀標準質量將會偏大。故答案為：（1）較小；（2）上通道；14.0；（3）10.7；（4）變大。【點評】本題考查了壓力傳感器的相關實驗，理解實驗目的、步驟、數據處理以及誤差分析是解決此類問題的關鍵。10．（2025?西安一模）半導體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會隨壓力變化而改變。某實驗小組想測量某一薄膜壓力傳感器在不同壓力下的阻值RN，其阻值約為幾十歐，現有以下器材：壓力傳感器電源：電動勢6V（內阻不計）電流表A：量程250mA，內阻約為5Ω電壓表V：量程3V，內阻約為20kΩ滑動變阻器R：阻值范圍0～10Ω開關S，導線若干（1）為了提高測量的準確性，應該選以下B電路圖進行測量，使用該電路得到的測量值小于（選填“大于”“小于”或者“等于”）真實值；A.B.C.D.（2）通過多次實驗測得其阻值RN隨壓力F變化的關系圖像如圖甲所示，該學習小組利用該壓力傳感器設計了如圖乙所示的自動分揀裝置，可以將質量大于0.14kg的物體和小于0.14kg的物體進行分揀，圖中RN為壓力傳感器，R′為滑動變阻器，電源電動勢為6V（內阻不計），重力加速度大小取10m/s2。分揀時質量不同的物體通過傳送帶運送到托盤上，OB為一個可繞O轉動的杠桿，下端有彈簧，當控制電路兩端電壓≥2V時，杠桿OB水平，物體水平進入通道1；當控制電路兩端電壓＜2V時，控制電路控制杠桿的B端下移，物體下滑進入通道2，從而實現分揀功能。根據以上原理可知，R′接入電路的阻值為15.0Ω（結果保留3位有效數字），質量為0.1kg的物體將進入通道1（選填“通道1”或“通道2”）。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置；伏安法測電阻．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】（1）B；小于；（2）15.0；通道1【分析】（1）根據電表內阻的大小關系選擇合適的接法，根據調節方便選擇滑動變阻器，結合實驗原理分析誤差；（2）根據圖甲結合閉合電路歐姆定律解得R'，并分析R'的電壓變化情況，與2V比較判斷進入通道情況。【解答】解：（1）由于RN＜RA?故選：B。根據電路的連接方式可知，由于電壓表分流，導致電流的測量值偏大，故電阻的測量值小于真實值。（2）質量為0.14kg的物體對RN的壓力為1.4N，由圖甲可知，此時RN＝30.0Ω由閉合電路歐姆定律可得E＝U+IRN且R聯立可得R′＝15.0Ω由甲圖可知，壓力變大，阻值變小，故電路中電流變大，R′兩端電壓變大，大于2V，故物體將進入通道1。故答案為：（1）B；小于；（2）15.0；通道1【點評】本題主要考查了伏安法測電阻的相關實驗，根據實驗原理掌握正確的實驗操作，結合圖像和歐姆定律即可完成分析。11．（2025?南京校級開學）如圖所示，圖2為一個自動篩選雞蛋大小的裝置，可以篩選出兩類大小不同的雞蛋。當不同大小的雞蛋傳送到壓力秤上時，壓力秤作用在壓力傳感器電阻R1上，其電阻值隨壓力秤所受壓力的變化圖像如圖2所示。R2是可調節電阻，其兩端電壓經放大電路放大后可以控制電磁鐵是否吸動銜鐵并保持一段時間。當電壓超過某一數值時電磁鐵可以吸動銜鐵使彈簧下壓，雞蛋就進入B通道。已知電源電動勢E＝6V，內阻不計，R2調節為10Ω。（1）由圖1可知，壓力傳感器的電阻值RI隨壓力的增大而減小（填：“增大、減小”）。（2）從B通道通過的是大雞蛋（填：“大、小”）。（3）由兩個圖可知，若R2兩端的電壓超過3V時，電磁鐵可以吸動銜鐵向下，則選擇的大雞蛋對壓力秤的壓力要大于0.47N（保留到小數點后兩位）。（4）若把電阻R2的阻值調小，選擇出的雞蛋更大（填：“大、小”）。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】實驗題；實驗探究題；定量思想；實驗分析法；恒定電流專題；實驗探究能力．【答案】（1）減小；（2）大；（3）0.47；（4）大。【分析】（1）根據圖像特征分析判斷；（2）根據動態電路的分析方法分析判斷；（3）根據閉合電路歐姆定律結合圖像計算；（4）根據電磁鐵工作的過程分析判斷。【解答】解：（1）由圖1可知F越大R越小，即壓力傳感器的電阻值R1隨壓力的增大而減小。（2）雞蛋越大，對R1的壓力越大，R1的阻值越小，根據串聯電路的特點可知R1分得的電壓越低，R2分得的電壓越高，電磁鐵對銜鐵向下的吸引力越大，越容易將彈簧壓下，雞蛋進入B通道，因此從B通道通過的是大雞蛋。（3）根據閉合電路歐姆定律E若R2兩端的電壓U2為3V時，代入上式解得R1＝10Ω由圖1，當R1＝10Ω時，F＝0.47N所以選擇的大雞蛋對壓力秤的壓力要大于0.47N。（4）若把電阻R2的阻值調小，根據串聯電路的特點可知R2兩端的電壓減小，越不易達到3V電壓，若需達到3V電壓，電路中的電流需增大，則R1的阻值要減小，即對R1的壓力越要大，故選擇出的雞蛋更大。故答案為：（1）減小；（2）大；（3）0.47；（4）大。【點評】本題關鍵掌握動態電路的分析方法和電磁鐵工作過程。12．（2025?越秀區開學）圖中為某水果加工廠的蘋果目動分揀裝置示意圖，該裝表置把大小不同的蘋果按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。裝置中R1為半導體薄膜壓力傳感器，托盤置于R1上，托盤所受重力不計。蘋果經過托盤時對R1產生壓力，半導體薄膜壓力傳感器R1的阻值隨壓力F變化的圖像如圖乙所示。初始狀態銜鐵水平，當電阻箱R2兩端電壓U1≥3V時控制電路使電磁鐵工作吸動銜鐵，并保持一段時間，確保蘋果在銜鐵上運動時電磁鐵保持吸合狀態。已知電源電動勢E＝9V，內阻不計，取重力加速度大小g＝10m/s2。（1）當較小的蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較小，此時R1的電阻較大（選填“較大”或“較小”）；（2）現以0.22kg為標準質量將蘋果分揀開，電阻箱R2的阻值應調為12kΩ，質量大于0.22kg的大果將通過下通道；（填“上通道”或“下通道”）（3）下列情況能提高分揀標準質量的是D。A.調節R2變小B.增大電源電動勢C.增加電磁鐵線圈匝數D.電源使用一段時間后，電動勢幾乎不變，內阻變大【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；實驗探究能力．【答案】（1）較大；（2）12，下通道；（3）D。【分析】（1）根據圖乙可知，R1的阻值較大；（2）根據圖乙結合串聯電路電壓規律解答；（3）當提高分揀標準質量時，壓力增大，需使R1阻值減小，分壓減小即可，根據閉合電路歐姆定律解答。【解答】解：（1）質量較小的蘋果通過托盤時，托盤對R1的壓力較小，根據圖乙可知，R1的阻值較大；（2）當蘋果質量為0.22kg時，此時F＝G＝mg＝0.22×10N＝2.2NR1≈24kΩ為使該裝置達到分揀目的，R2的阻值滿足R解得R2＝12kΩ若蘋果質量大于0.22kg，則R1阻值減小，分壓減小，由于電源電動勢不變，R2兩端分壓增大，電銜鐵將被吸合，大蘋果將通過下通道；（3）當提高分揀標準質量時，壓力增大，需使R1阻值減小，分壓減小即可，根據U1=ER1A、調節R2變小，R1兩端分壓增大，故A錯誤；B.增大電源電動勢，R1兩端分壓增大，故B錯誤；C.增加電磁鐵線圈匝數，磁性增強，則分揀標準質量偏小，故C錯誤；D.電源使用一段時間后，電動勢幾乎不變，內阻變大，R1兩端分壓減小，故D正確；故選：D。故答案為：（1）較大；（2）12，下通道；（3）D。【點評】本題考查生活中常見的傳感器，學生需根據題意結合圖像分析求解。13．（2024秋?大連期末）某學習小組將電壓表改裝成電子秤。實驗器材有：直流電源（電動勢為E＝4.5V，內阻為r＝1.0Ω）；電壓表V（量程0～3V，內阻很大）；滑動變阻器R（最大阻值10Ω）；豎直固定的滑動變阻器R0（總長l＝10cm，最大阻值20Ω）；豎直彈簧下端固定于水平地面，上端固定秤盤且與滑動變阻器R0的滑動端連接，滑片接觸良好且無摩擦（彈簧勁度系數k＝103N/m）；開關S以及導線若干。取重力加速度g＝10m/s2，不計摩擦和其他阻力。實驗步驟如下：①靜止的托盤中未放被測物時。R0的滑片P恰好置于R0的最上端，電壓表的示數為零，調節滑動變阻器R的滑片位于阻值最大端。②在彈簧的彈性限度內，在托盤中輕輕放入砝碼，直至托盤靜止后，滑片P恰好置于變阻器R0的最下端，調節滑動變阻器R，使電壓表達到滿偏，此時為電子秤的最大稱重。請回答下列問題（所有計算結果保留兩位有效數字）：（1）電子秤達到最大稱重時，滑動變阻器R接入電路的阻值為9.0Ω。（2）該電子秤的最大稱重為10kg。（3）在圖（b）中畫出被測物體質量m與電壓表示數U的m﹣U圖像。（4）直流電源使用一段時間后，電動勢E不變，內阻略增大。則被測物體質量的測量值與真實值相比偏小（選填“偏大”或“偏小”）。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．【專題】實驗題；實驗探究題；定量思想；實驗分析法；恒定電流專題；實驗探究能力．【答案】（1）9.0；（2）10；（3）見解析；（4）偏小。【分析】（1）根據歐姆定律和閉合電路的歐姆定律求解滑動變阻器的接入電阻；（2）根據胡克定律和平衡條件求解電子秤的量程；（3）根據平衡條件、胡克定律、歐姆定律和閉合電路的歐姆定律求解m﹣U函數，然后結合m﹣U函數作出圖像；（4）直流電源使用較長時間后，電動勢E不變，內阻略增大，分析電流值的變化確定被測物的質量的真實值的關系。【解答】解：（1）電壓表達到滿偏時，電流為I滑動變阻器R接入電路的阻值為R（2）電子秤能測量的最大質量，彈簧的形變量Δx＝l＝10cm＝0.1m根據胡克定律和平衡條件mg＝kΔx則電子秤能測量的最大質量為m=（3）當彈簧的形變量為x時，根據胡克定律mg＝kx根據閉合電路的歐姆定律I電壓表示數U聯立可得U代入數據化簡得U＝0.3m變形得m因此所稱量物體的質量m和電壓表的示數U的關系為線性關系；當U＝0V時，質量m＝0kg，當U＝3V時，質量m＝10kg，所作圖像如圖所示：（4）電源內阻略增大后，由以上可知當P處于同一位置時，電壓表示數變小，則所測物體的質量與真實值相比偏小。故答案為：（1）9.0；（2）10；（3）見解析；（4）偏小。【點評】本題主要是考查電壓表改裝成測量物體質量的儀器的實驗，關鍵是弄清楚實驗原理和實驗方法，根據閉合電路的歐姆定律進行分析。五．解答題（共2小題）14．（2024?閬中市校級開學）小孟在實驗室設計了一款測量物體重力的裝置，其示意圖如圖甲，物體放在有彈簧支撐的托盤上，彈簧底部固定，該裝置可以通過電表示數轉換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP。與被測物體重力G的關系圖像。電源電壓恒為24V，定值電阻R0為30Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，變阻器標有“50Ω1A”。（1）閉合開關S，當電流表示數I＝0.4A時，求物體的重力G。（2）在保證電路各元件安全的情況下，求RP的變化范圍。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置；閉合電路歐姆定律的內容和表達式；用閉合電路的歐姆定律計算電路中的電壓、電流或電阻．【專題】計算題；學科綜合題；定量思想；圖析法；恒定電流專題；分析綜合能力．【答案】（1）物體的重力G為4N。（2）RP的變化范圍為18Ω～50Ω。【分析】（1）由圖甲可知，R0與Rp串聯，電壓表測R0兩端電壓，電流表測電路中電流，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻，根據圖乙讀出物體的重力G；（2）根據歐姆定律結合電壓表量程，求出R0能通過的最大電流。結合電流表量程以及滑動變阻器允許通過的最大電流，可知電路的最大電流，從而可求出Rp的最小阻值；由圖乙知，當物體重力為0N時，R取最大阻值50Ω，電路中電流最小，此時電路安全，從而可確定RP的變化范圍。【解答】解：（1）閉合開關S，當電流表示數I＝0.4A時，電路中的總電阻為R=UI=24此時滑動變阻器接入電路的電阻為RP＝R﹣R0＝60Ω﹣30Ω＝30Ω根據圖乙可知，此時物體重力為G＝4N（2）已知電壓表的量程為0～15V，則R0能通過的最大電流為I0=UVR結合電流表量程、滑動變阻器允許通過的最大電流可得，電路的最大電流為Imax＝I0＝0.5A此時RP的最小阻值為RPmin當物體重力為0時，RP取最大阻值50Ω，此時電路安全，故RPmax＝50Ω所以RP的變化范圍為18Ω～50Ω。答：（1）物體的重力G為4N。（2）RP的變化范圍為18Ω～50Ω。【點評】解答本題時，要明確電路的結構，理解裝置的工作原理，熟練運用歐姆定律和串聯電路的特點解答。15．（2023春?沂源縣校級期中）某型號磁力鎖的工作原理如圖甲所示，其主要部分由電磁鐵電路和金屬應變片電路組成，金屬應變片所接電路如圖乙所示；電磁鐵線圈兩端電壓U與銜鐵所受磁力大小F的關系如圖丙所示，彈性梁左端固定在墻壁上，右端連接有銜鐵，并隨著磁鐵的吸合而上下運動；金屬應變片粘貼在彈性梁的上表面，其電阻值R1會因其形狀變化而發生改變，V1為理想電壓表。（1）若要減小電磁鐵與銜鐵間的磁力，滑動變阻器的滑片P應向d端移動（選填或“d”）。（2）線圈通電吸引銜鐵下移時，應變片變長，電壓表V2的讀數將增大。（填“增大”“減小”或“不變”）（3）線圈在通電吸合銜鐵后，用600N的拉力才能將銜鐵與電磁鐵分開，則此時電磁鐵的工作電壓為4.0v。（4）已知甲圖中電磁鐵線圈的直流電阻為20Ω，滑動變阻器的最大阻值為180B，電源的電動勢為12.0V，滑動變阻器的滑片P移到c端時電壓表V，示數為11.8V，則電源E的內阻為0.3Ω（結果保留一位有效數字）。【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置；用閉合電路的歐姆定律計算電路中的電壓、電流或電阻．【專題】定量思想；實驗分析法；恒定電流專題；推理論證能力．【答案】（1）d；（2）增大；（3）4.0；（4）0.3【分析】解題時需結合電路原理、電阻變化規律、磁力與電壓的關系以及閉合電路歐姆定律等知識點分析問題。【解答】解：（1）根據電流的磁效應可知，流經線圈中電流越小，產生的磁場強度就越弱，電磁鐵與銜鐵間的磁力就越小。由圖甲可知為了減小通過線圈中的電流，故應將變阻器的滑片應滑向d端；（2）線圈通電吸引銜鐵下移時，應變片變長，根據電阻定律，R1的阻值將增大。在圖乙中，根據串聯電路分壓規律可知，電阻增大，電壓增大，所以電壓表V2的讀數將增大；（3）由圖丙可知，F＝600N時對應的工作電壓為4.0V，即要求該鎖能抵抗600N的外力，則工作電壓至少為4.0V；（4）當滑動變阻器的滑片P滑到c端時，滑動變阻器提供的分壓最大，由閉合電路歐姆定律可得E＝Um+Ir代入數據解得E＝12.0VUm＝11.8VI=式子中線圈電阻RL＝20Ω，滑動變阻器電阻R滑＝180Ω，代入求得r≈0.3Ω。故答案為：（1）d；（2）增大；（3）4.0；（4）0.3【點評】本題通過分析磁力鎖的工作原理，考查了電路中電阻變化對電壓的影響、磁力與電壓的關系以及電源內阻的計算方法。解題過程中，正確理解電路原理和物理規律是關鍵。通過本題，可以加深對電磁鐵工作原理、電阻變化規律以及閉合電路歐姆定律的理解。

考點卡片1．電場力做功與電勢能變化的關系【知識點的認識】1．靜電力做功的特點：靜電力做功與路徑無關，或者說：電荷在電場中沿一閉合路徑移動，靜電力做功為零。2．電勢能概念：電荷在電場中具有勢能，叫電勢能。電荷在某點的電勢能，等于把電荷從該點移動到零勢能位置時，靜電力做的功，用EP表示。3．靜電力做功與電勢能變化的關系：①靜電力做正功，電勢能減小；靜電力做負功，電勢能增加。②關系式：WAB＝EPA﹣EPB。4．單位：J（宏觀能量）和eV（微觀能量），它們間的換算關系為：1eV＝1.6×10﹣19J。（5）特點：①系統性：由電荷和所在電場共有；②相對性：與所選取的零點位置有關，通常取大地或無窮遠處為電勢能的零點位置；③標量性：只有大小，沒有方向，其正負的物理含義是：若EP＞0，則電勢能比在參考位置時大，若EP＜0，則電勢能比在參考位置時小。理解與注意：學習電勢能時，可以通過與重力勢能類比來理解相關概念，上面列舉的各項概念幾乎是所有勢能都有的，只是具體環境不同而已。【命題方向】a和b為電場中的兩個點，如果把q＝﹣2×10﹣8C的負電荷從a點移動到b點，電場力對該電荷做了4×10﹣7J的正功，則該電荷的電勢能（）A、增加了4×10﹣7JB、增加了2×10﹣8JC、減少了4×10﹣7JD、減少了8×10﹣15J分析：電荷在電場力作用下做功，導致電勢能變化．所以根據電場力做功的正負可確定電勢能增加與減少．解答：根據電場力做功與電勢能改變的慣性可知，電場力對該電荷做了4×10﹣7J的正功，則該電荷的電勢能減少了4×10﹣7J．所以選項C正確。故選：C。點評：該題考查電場力做功與電勢能的慣性．電荷的電勢能增加還是減少是由電場力做功的正負決定．就像重力做功與重力勢能一樣．【解題方法點撥】1.靜電力做功與電勢能變化的關系（1）WAB＝EPA﹣EPB。靜電力做正功，電勢能減小；靜電力做負功，電勢能增加。（2）正電荷在電勢高的地方電勢能大，而負電荷在電勢高的地方電勢能小。2.電勢能大小的比較方法（1）做功判斷法：電場力做正功時電勢能減小；電場力做負功時電勢能增大。（對正、負電荷都適用）。（2）依據電勢高低判斷：正電荷在電勢高處具有的電勢能大，負電荷在電勢低處具有的電勢能大。2．電容器的動態分析（U不變）——板間距離變化【知識點的認識】1.對于電容器的動態分析問題，要首先區分是電壓不變還是電荷量不變：始終與電源連接時電壓不變，與電源斷開時是電荷量不變。2.分析思路如圖3.具體的步驟如下：（1）根據C=?（2）根據C=Q（3）根據E=U（4）根據φ＝Ed分析某點電勢的變化。（5）根據Ep＝qφ分析電勢能的變化。【命題方向】如圖所示，平行板電容器經開關S與電池連接，A板下方a處有一帶電荷量非常小的點電荷。S是閉合的，φa表示a點的電勢，F表示點電荷受到的電場力。現將電容器的B板向下稍微移動，使兩板間的距離增大，則（）A、φa不變B、φa變小C、F變小D、F變大分析：電容器與電源相連，則可知電容器兩端的電壓不變；由極板的移動可知d的變化，由U＝Ed可知板間場強E的變化，再由U＝Ed可知Aa間的電勢差的變化，即可得出aB間電勢差的變化及a點電勢的變化。解答：因電容器與電源始終相連，故兩板間的電勢差不變，B板下移，則板間距離d增大，則板間電場強度E減小，由F＝Eq可知電荷所受電場力變小，故C正確；則上板與a間的電勢差減小，而總電勢差不變，故a與B間的電勢差增大，而B接地，故a點的電勢增大，故A、B均錯；故選：C。點評：電容器的動態分析中首先應注意是否與電源相連，再根據電容的變化進行判斷；對于本題應注意（1）因下極間接地，故aB間的電勢差大小即為a點的電勢；（2）因aB間的距離發生變化，不能直接由U＝Ed進行判斷，我們是先求得Aa間的電勢差再求aB的間電勢差。【解題思路點撥】分析電容器相關物理量的變化時，要注意抓住不變量。電容器充電后保持與電源相連，即使電容器的電容變化，兩極板間的電壓不變。若充電后與電源斷開且未放電，即使電容器的電容變化，兩極板的電荷量不變。3．閉合電路歐姆定律的內容和表達式【知識點的認識】1.內容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比跟內、外電路的電阻之和成反比。2.表達式：I=ER+r，E表示電動勢，I表示干路總電流，3.閉合電路中的電壓關系：閉合電路中電源電動勢等于內、外電路電勢降落之和E＝U外+U內。4.由E＝U外+U內可以得到閉合電路歐姆定律的另一個變形U外＝E﹣Ir。【命題方向】在已接電源的閉合電路里，關于電源的電動勢、內電壓、外電壓的關系應是（）A、如外電壓增大，則內電壓增大，電源電動勢也會隨之增大B、如外電壓減小，內電阻不變，內電壓也就不變，電源電動勢必然減小C、如外電壓不變，則內電壓減小時，電源電動勢也隨內電壓減小D、如外電壓增大，則內電壓減小，電源的電動勢始終為二者之和，保持恒量分析：閉合電路里，電源的電動勢等于內電壓與外電壓之和．外電壓變化時，內電壓也隨之變化，但電源的電動勢不變．解答：A、如外電壓增大，則內電壓減小，電源電動勢保持不變。故A錯誤。B、如外電壓減小，內電阻不變，內電壓將增大，電源電動勢保持不變。故B錯誤。C、如外電壓不變，則內電壓也不變。故C錯誤。D、根據閉合電路歐姆定律得到，電源的電動勢等于內電壓與外電壓之和，如外電壓增大，則內電壓減小，電源的電動勢保持恒量。故D正確。故選：D。點評：本題要抓住電源的電動勢是表征電源的本身特性的物理量，與外電壓無關．【解題思路點撥】閉合電路的幾個關系式的對比4．用閉合電路的歐姆定律計算電路中的電壓、電流或電阻【知識點的認識】閉合電路的歐姆定律的表達式為（1）I=（2）E＝U內+U外（3）U＝E﹣Ir可以根據具體的問題選擇合適的公式計算電路的電壓、電流、電阻等參數。【命題方向】如圖所示的電路中，電源電動勢E＝6V，電源的內阻r＝2Ω，電阻R1＝3Ω，電阻R2＝6Ω．當閉合電鍵S后，流過R2的電流為（）A、12AB、1AC、211AD、分析：根據閉合電路的歐姆定律求出通過電源的電流，再由并聯電路的特點知通過R2的電流。解答：R1，R2并聯后的電阻R=R1根據閉合電路的歐姆定律，流過電源的電流I=ER通過R1的電流為I2=R1R1+R2I故選：A。點評：本題主要考查了閉合電路歐姆定律的直接應用，要求同學們能正確分析電路的結構，掌握并聯電阻的計算方法。【解題思路點撥】閉合電路的幾個關系式的對比5．霍爾效應與霍爾元件【知識點的認識】一、霍爾效應1．霍爾效應：置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場方向垂直，則垂直于電流和磁場方向會產生一個附加的橫向電場，這個現象是霍普金斯大學研究生霍爾于1879年發現的，后被稱為霍爾效應．霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用而引起的偏轉，所以可以用高中物理中的電磁學、力學、運動學等有關知識來進行解釋．霍爾效應原理的應用常見的有：霍爾元件、磁流體發電機、電磁流量計、磁強計等．【命題方向】利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面會形成電勢差UCD，下列說法中正確的是（）A.電勢差UCD僅與材料有關B.若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD＜0C.僅增大磁感應強度時，電勢差UCD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分析：在霍爾元件中，移動的是自由電子，根據左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側面所帶電荷的電性，即可知道C、D兩側面會形成電勢差UCD的正負。CD間存在電勢差，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，根據平衡推導出電勢差UCD與什么因素有關。解答：A、根據左手定則，電子向C側面偏轉，C表面帶負電，D表面帶正電，所以D表面的電勢高，則UCD＜0．CD間存在電勢差，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qUb=qvB，I＝nqvS＝nqvbc，則U=BInqc．故D、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。故D錯誤。故選：BC。點評：解決本題的關鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，以及自由電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡。【解題思路點撥】霍爾效應的的本質是導體中的載流子在磁場中發生偏轉，在導體中垂直于粒子運動方向的兩端聚集，產生電勢差，當電勢差穩定時電場力等于洛倫茲力，即qUd=6．自感現象與自感系數【知識點的認識】一、自感1．概念：由于導體本身的電流變化而產生的電磁感應現象稱為自感，由于自感而產生的感應電動勢叫做自感電動勢．2．表達式：E＝L△I3．自感系數L（1）相關因素：與線圈的大小、形狀、匝數以及是否有鐵芯有關．（2）單位：亨利（H，1mH＝10﹣3H，1μH＝10﹣6H）．4．自感電動勢的方向：由楞次定律可知，自感電動勢總是阻礙原來導體中電流的變化．當回路中的電流增加時，自感電動勢和原來電流的方向相反；當回路中的電流減小時，自感電動勢和原來電流的方向相同．自感對電路中的電流變化有阻礙作用，使電流不能突變．【命題方向】下列說法正確的是（）當線圈中電流不變時，線圈中沒有自感電動勢當線圈中電流反向時．線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相反當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反當線圈中電流減小時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反根據產生自感電動勢的條件和楞次定律分析有無自感電動勢產生及自感電動勢的方向．解：A、由法拉第電磁感應定律可知，當線圈中電流不變時，不產生自感電動勢，故A正確；B、根據楞次定律可知，當線圈中電流反向時，相當于電流減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中原電流的方向相同，故B錯誤；C、當線圈中電流增大時，自感電動勢阻礙電流的增大，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反，故C正確；D、當線圈中電流減小時，自感電動勢阻礙電流的減小，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相同，故D錯誤。故選：AC。點評：自感現象是特殊的電磁感應現象，遵循電磁感應現象的普遍規律，即楞次定律和法拉第電磁感應定律．【解題方法點撥】對自感電動勢的理解：1.產生原因：通過線圈的電流發生變化，導致穿過線圈的磁通量發生變化，因而在線圈上產生感應電動勢。2.自感電動勢的方向：當原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同（即增反減同）。3.自感電動勢的作用：總是阻礙原電流的變化，但原電流仍在變化，只是原電流的變化時間變長，即總是起著推遲電流變化的作用7．常見的傳感器及分類【知識點的認識】1．力傳感器的應用﹣﹣電子秤（1）作用：稱量物體重量（2）敏感元件：應變片．應變片能夠把物體形變這個力學量轉換為電壓這個電學量．2．聲傳感器的應用﹣﹣話筒（1）話筒的作用：把聲信號轉換為電信號．（2）話筒分類：①電容式話筒；②駐極體話筒；③動圈式話筒．3．溫度傳感器：①敏感元件：熱敏電阻和金屬熱電阻；②應用：電熨斗、電飯鍋、測溫儀、溫度報警器．4．光傳感器：①敏感元件：光敏電阻、光電管、光電二極管、光電三極管等；②應用：鼠標、火災報警器、光控開關．【命題方向】常考題型：為了更加安全、快捷地測量體溫，醫療機構大量采用了非接觸式體溫計，這種體溫計采用了（）A．壓力傳感器B．聲音傳感器C．紅外傳感器D．生物傳感器分析：在自然界中，一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發出