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(共40張PPT)
第五章　傳感器
綜合微評（五）B
A. 將熱信號轉化為電信號
B. 將光信號轉化為電信號
C. 將力信號轉化為電信號
D. 將磁信號轉化為電信號
解析：光敏電阻的作用是為了檢測光信號的變化，所以光敏電阻的作用是將光信號轉 化為電信號，故A、C、D錯誤，B正確.
B
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A. 位移傳感器
B. 聲音傳感器
C. 力傳感器
D. 紅外溫度傳感器
解析：額溫槍核心部件的傳感器是紅外溫度傳感器.故選D.
D
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A. 在0～1 s時間內，電流方向為b→G→c
B. 在1～2 s時間內，電流方向為b→G→c
C. 在2～3 s時間內，電流方向為b→G→c
D. 在3～4 s時間內，電流方向為c→G→b
C
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解析：由題圖乙知，在0～1 s時間內，外加磁場磁感應強度B反向減小且斜率不變， 根據楞次定律知在導線中產生的電流方向為c→G→b，故A錯誤；在1～2 s時間內，外 加磁場磁感應強度B正向增大且斜率不變，則在導線中產生的電流方向為c→G→b， 故B錯誤；在2～3 s時間內，外加磁場磁感應強度B正向減小且斜率不變，則在導線中 產生的電流方向為b→G→c，故C正確；在3～4 s時間內，外加磁場磁感應強度B反向 增大且斜率不變，則在導線中產生的電流方向為b→G→c，故D錯誤.
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A. C增大表示h減小
B. C減小表示h增大
C. C減小表示h減小
D. C的變化與h變化無直接關系
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A. 開始煮飯時要壓下開關按鈕，手松開后這個按鈕會馬上恢復到圖示狀態(tài)
B. 常壓下煮飯時水沸騰后鍋內還有一定水分的時間內，鍋的溫度會持續(xù)升高
C. 飯煮熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度升高至“居里點”，開關按鈕會自動彈 起，使電飯鍋停止加熱
D. 如果用電飯鍋燒水，也能在水沸騰后立即自動斷電
C
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解析：開始煮飯時，用手壓下開關按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不 再恢復到圖示狀態(tài)，電路接通而電飯鍋加熱，故A錯誤；常壓下煮飯時水沸騰后鍋內 還有一定水分的時間內，水在沸騰后溫度一直為100 ℃，鍋的溫度不會持續(xù)升高，除 非水燒干，故B錯誤；飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當溫度升至“居里 點”103 ℃時，感溫磁體失去磁性，在彈簧作用下，切斷電源，故C正確；如果在1標 準大氣壓下用電飯鍋燒水，水沸騰后不會自動斷電，當水燒干后，溫度升高達到
103 ℃時，感溫鐵氧體便失去了鐵磁性會自動斷電，故D錯誤；故選C.
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A. 觸發(fā)器內是一個開關，當主機與磁條靠近時，開關是斷開的
B. 觸發(fā)器可以由銅制成
C. 磁條的兩極對調后，該報警器不能正常工作
D. 本裝置是利用電流的磁效應工作的
A
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解析：門關上時，磁條與主機剛好靠在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開 的；當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發(fā)器就會工作， 帶動報警器發(fā)出報警聲，說明此時觸發(fā)器內開關是閉合的，A正確；觸發(fā)器與磁條之 間存在磁力的作用，所以觸發(fā)器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，B錯誤；無論 磁條哪個磁極靠近觸發(fā)器，都存在磁力作用，所以兩極對調后，該報警器仍能正常工 作，C錯誤；本裝置是利用磁體能夠吸引磁性物體的特點工作的，D錯誤.故選A.
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A. 兩線圈中感應電動勢之比EM∶EN＝2∶1
B. 兩線圈中感應電流之比IM∶IN＝1∶1
C. 兩線圈中感應電流的功率之比PM∶PN＝8∶1
D. 兩線圈中感應電流的方向均為順時針方向
C
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二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分.在每小題給出的四個選項中， 有多項符合題目要求.全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分.
A. L1逐漸變暗，L2逐漸變亮
B. L1逐漸變亮，L2逐漸變暗
C. 電源消耗的總功率不變
D. 光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸增大
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解析：光照強度逐漸減弱，光敏電阻阻值增大，電路的總電阻增大，電路中總電流減 小，則L2逐漸變暗，由U＝E－Ir知，路端電壓增大，又L2兩端電壓減小，則L1兩端電 壓增大，L1逐漸變亮，故A錯誤，B正確；電路中總電流減小，電源消耗的總功率P內 ＝I2r，可得電源消耗的總功率減小，故C錯誤；將L2看成電源內電路的一部分，光敏 電阻R和燈泡L1消耗的總功率是等效電源的輸出功率，等效電源的輸出功率與外電阻 的圖像如圖，
L1與R并聯后的電阻為R1，易得R1＜RL，所以等效電源的內阻大于外電阻R1，則當光敏電阻的阻值增大時，外電阻增大，等效電源的內、外電阻差減小，等效電源輸出功 率增大，故D正確.故選BD.
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A. 電介質插入極板間越深，電容器的電容越大
B. 若傳感器以恒定加速度向左運動，則電路中有由a向b的電流
C. 若傳感器以恒定加速度向右運動，則電路中有由a向b的電流
D. 若傳感器運動時向右的加速度逐漸增大，則電路中有由a向b的電流
AD
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A. 當環(huán)境溫度升高時，CPU的輸入電壓增大
B. 當環(huán)境溫度降低時，CPU的輸入電壓增大
C. 若取26 ℃時的阻值為標稱值，R的阻值應該調整增大
D. 若取26 ℃時的阻值為標稱值，R的阻值應該調整減小
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解析：環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值減小，根據串聯分壓的規(guī)律可知熱敏電阻分壓 減小，則CPU的輸入電壓減小，故A錯誤；同理可知環(huán)境溫度降低時，熱敏電阻阻值 增大時，熱敏電阻分壓增大，CPU的輸入電壓增大，故B正確；若取26 ℃時的阻值為 標稱值，則熱敏電阻的標稱值減小，為了滿足CPU的采樣電壓（輸入電壓）設計為電 源電壓的一半，所以R的阻值也應該調整減小，故C錯誤，D正確.故選BD.
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三、非選擇題：本題共5小題，共54分.
11. （8分）小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示（虛 線框內的連接沒有畫出）.將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環(huán)境溫度正常 時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過某一值時，繼電 器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響.圖甲中繼電器的供電電壓U1＝3 V，繼電器線 圈用漆包線繞成，其電阻R0＝30 Ω.當線圈中的電流大于等于50 mA時，繼電器的銜 鐵將被吸合，警鈴響.圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像.
（1）由圖乙可知，當環(huán)境溫度為40 ℃時，熱敏電阻阻值為 Ω.
70　
解析：（1）由圖乙可知，當環(huán)境溫度為40 ℃時，熱敏電阻阻值為70 Ω.
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（2）由圖乙可知，當環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值將 繼電器的磁性 將 （均選填“增大”“減小”或“不變”）.
減小　
增大　
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（3）圖甲中警鈴的接線柱D應與接線柱 （選填“A”或“B”）相連.
解析：（3）當環(huán)境溫度正常時，繼電器的上觸點接 觸，下觸點分離，指示燈亮，即此時指示燈的接線柱 C與接線柱A相連，可知，圖甲中警鈴的接線柱D應與 接線柱B相連.
B　
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（4）請計算說明，環(huán)境溫度在大于等于 范圍內時，警鈴報警.
80 ℃　
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12. （10分）電子體溫計已逐漸成為居家必備的物品之一.某物理興趣小組制作了一 個簡易電子體溫計，其原理圖如圖2所示.
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（1）興趣小組測出某種熱敏電阻的I－U圖像如圖3所示，那么他們選用的應該是下 圖 （選填“甲”或“乙”）電路，由圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高 而 （選填“增大”或“減小”）；
解析：（1）描繪熱敏電阻的伏安特性曲線，要求電壓從0開始調節(jié)，故選擇分壓電路 乙；I－U圖像上各點與坐標原點連線的斜率表示該狀態(tài)的電阻的倒數，由圖3可知， 熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小.
乙　
減小　
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（2）小周同學用一個內部電源電動勢為3 V、中值電阻為100 Ω的歐姆表（已調零） 接在上述熱敏電阻（伏安特性曲線如圖3所示）兩端，測量其阻值，如圖4所示，則測 量值為 Ω（結果保留3位有效數字）；
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（3）熱敏電阻的阻值隨溫度的變化如圖5所示，在設計的電路中（如圖2所示），已 知電源電動勢為5.0 V（內阻不計），電路中二極管為紅色發(fā)光二極管，紅色發(fā)光二 極管的啟動（導通）電壓為3.0 V，即發(fā)光二極管兩端電壓U≥3.0 V時點亮，同時電 鈴發(fā)聲，紅色發(fā)光二極管啟動后對電路電阻的影響不計.實驗要求當熱敏電阻的溫度 高于38.5 ℃時紅燈亮且鈴響發(fā)出警報，其中電阻 （選填“R1”或“R2”）為定 值電阻，其阻值應調為 Ω（結果保留兩位有效數字）.
R2　
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13. （12分）某研究性學習小組為了測量物體的質量，找到一個力電傳感器，該傳感 器的輸出電壓與受壓面的壓力成正比（比例系數為k），如圖所示，測量時先調節(jié)輸 入端的電壓，使轉換器空載時的輸出電壓為0，然后在其受壓面上放一物體，即可測 得與物體的質量成正比的輸出電壓U. 現有力電傳感器、質量為m0的砝碼、電壓表、 滑動變阻器和電池各一個，開關及導線若干，待測物體（可置于力電轉換器的受壓面 上），請完成對該物體質量的測量.
（1）設計一個電路，要求力電轉換器的輸出電壓可調，并且使電壓的調節(jié)范圍盡可 能大，請畫出完整的測量電路圖.
答案：見解析
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解析：（1）由于測量時要求輸入電壓的可調范圍盡可能 大，所以測量電路的輸入端應連成滑動變阻器的分壓電 路，輸出端要接電壓表，用以測量輸出電壓，測量電路 如圖所示，
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（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數k，并測出待測物體的質量m.
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解析：（3）力電轉換器作為一種測量裝置就有量程和零 誤差問題，所以實驗中可能會出現的問題有：①待測物 體質量超出轉換器量程；②因電源電壓不夠導致輸出電 壓調不到零.
（3）請寫出實驗中可能影響實驗結果的因素.
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答案：（1）e＝500 sin 100πt（V）　
解析：（1）最大值為Em＝NBωS＝500 V，
從中性面開始計時，瞬時值表達式為e＝Emsin ωt＝500sin 100πt（V）.
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（2）線圈每轉過一周，整個電路中產生的焦耳熱；
答案：（2）500 J　
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15. （12分）電磁軌道炮是利用磁場對通電導體的作用使炮彈加速的，其簡化原理示 意圖如圖丙所示.假設圖中直流電源電動勢為E＝45 V（內阻不計），電容器的電容為 C＝22 F. 兩根固定于水平面內的光滑平行金屬導軌間距為l＝1 m，電阻不計.炮彈可 視為一質量為m＝2 kg，電阻為R＝5 Ω的金屬棒MN，垂直放在兩導軌間處于靜止狀 態(tài)，并與導軌良好接觸.導軌間存在垂直于導軌平面向上、磁感應強度大小為B＝2 T 的勻強磁場.接通電路后MN開始向右加速運動，經過一段時間后回路中電流為零， MN達到最大速度，之后離開導軌.求：
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（1）直流電源的a端是正極還是負極？
答案：（1）負極　
解析：（1）由于電磁炮受到的安培力方向水平向右，電流由N流向M，所以直流電源的a端為負極.
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（2）若用導線將1、2連接讓直流電源供電，MN離開導軌時的最大速度的大小；
答案：（2）22.5 m/s　
解析：（2）電磁炮向右加速，切割磁感線運動產生的感應電動勢增大到等于直流電源的電動勢時，回路中電流為零，電磁炮速度達到最大.由E＝Blvm1，E＝45 V，
可得最大速度vm1＝22.5 m/s.
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（3）若開關先接1，使電容器完全充電；然后將開關接至2，MN離開導軌時的最大速 度的大小.
答案：（3）22 m/s
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15(共27張PPT)
第五章　傳感器
綜合微評（五）A
A. 電飯鍋中的熱敏元件是光敏電阻
B. 溫度傳感器中測溫元件是熱敏電阻
C. 電熨斗中的敏感元件是應變片
D. 電子秤中的敏感元件是雙金屬片
B
解析：電飯鍋中的敏感元件是溫度傳感器，溫度傳感器能夠將溫度轉化為電學量，即 感知溫度變化，此傳感器有熱敏電阻、金屬熱電阻，A錯誤；溫度傳感器中測溫元件 是熱敏電阻，阻值一定隨溫度的變化而變化，B正確；電熨斗中的敏感元件是溫度傳 感器，通常為雙金屬片，C錯誤；電子秤中的敏感元件是力傳感器，通常為應變片， D錯誤.
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A. 聲音傳感器 B. 電化學傳感器
C. 壓力傳感器 D. 溫度傳感器
解析：檢測駕駛員吹出氣體酒精含量，與聲音、壓力、溫度無關，因此選用的是電化 學傳感器，故B正確.
A. 執(zhí)行器 B. 傳感器
C. 控制器 D. 敏感元件
解析：執(zhí)行器相當于人的“肌肉”，故A錯誤；傳感器相當于人的“感覺器官”，故 B錯誤；控制器相當于人的“大腦”，故C正確；敏感元件不屬于“模塊機器人”的 組成部分，故D錯誤.
B
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A. 兩個傳感器都是光電傳感器
B. 兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器
C. 兩個傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器
D. 只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作
解析：題中提到有光照或溫度升高時排氣扇都能自動控制，由此可見兩個傳感器一個 是光電傳感器，一個是溫度傳感器，而且排氣扇自動工作只需光照和溫度一個滿足條 件即可，A、C、D錯誤，B正確.
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A. 光敏電阻和駐極體話筒
B. 金屬熱電阻和光敏電阻
C. 熱敏電阻和霍爾元件
D. 熱敏電阻和光敏電阻
解析：根據題意，天黑時，出現聲音它就開啟，而白天，即使有聲音它也沒有 反應，故電路中有光傳感器，即使天黑，沒聲音燈也不亮，故用到了聲音傳感 器，即控制電路中接入了光傳感器、聲音傳感器，話筒就是聲音傳感器，故A正 確、B、C、D錯誤.
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無人站立時：U0＝kMog，
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A. A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路串聯
B. A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路并聯
C. C與D接信號電壓，A與B可跟被控電路串聯
D. C與D接信號電壓，A與B可跟被控電路并聯
解析：A、B接電磁繼電器線圈，所以A、B應接信號電壓，線圈隨信號電壓變化使電 磁繼電器相吸或釋放，從而使C、D接通或斷開，進而起到控制作用.故選A.
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A. 嚴重污染時，光敏電阻是高電阻
B. 輕度污染時，光敏電阻是高電阻
C. 無論污染程度如何，光敏電阻的電阻不變，阻值大小由材 料本身因素決定
D. 該儀器的使用會因為白天和晚上受到影響
解析：嚴重污染時，透過污水照到光敏電阻上的光線較少，光敏電阻阻值較大，A項 正確，B項錯誤；光敏電阻由半導體材料制成，受光照影響，電阻會發(fā)生變化，C項 錯誤；白天和晚上自然光的強弱不同，或多或少會影響光敏電阻的阻值，D項正確.
AD
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A. 小燈泡變亮
B. 電壓表的示數減小
C. 電容器上的電荷量減少
D. 光敏電阻兩端的電壓減小
ACD
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解析：由圖可知，L和R2串聯后和C并聯，再與R1串聯，電容器在電路穩(wěn)定時相當于 斷路；當增大照射光強度時，光敏電阻R2減小，電路的總電阻減小，總電流I增大， 流過小燈泡的電流增大，則小燈泡的功率增大，所以小燈泡變亮，故A正確；由歐姆 定律知，定值電阻R1兩端電壓增大，電壓表的示數增大，故B錯誤；電容器極板間電 壓為UC＝E－I（R1＋r），I增大，則UC減小，電容器上的電荷量減少，故C正確；光 敏電阻兩端的電壓為U＝E－I（R1＋r＋RL），由于總電流I增大，E、R1、r、RL不 變，因此光敏電阻兩端的電壓減小，故D正確.
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甲 乙
丙 丁
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A. 甲圖中錄音機錄音時，由于話筒的聲電轉換，線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產 生變化的磁場
B. 乙圖電路中，開關斷開瞬間，燈泡會突然閃亮一下，并在開關處產生電火花
C. 丙圖電路中，當有煙霧進入罩內時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照 射，表現出電阻的變化
D. 丁圖電路中，當聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，會在電路中產生變化的電流
答案：ACD
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解析：磁帶錄音機的錄音原理是：錄音時，話筒將聲音先轉變成強弱變化的電流，即 聲信號轉換為電信號（這是利用了電磁感應現象），送到錄音磁頭；由圖可知：錄音 磁頭是一個蹄形電磁鐵，它的磁性強弱會隨電信號變化，將電信號轉換為磁信號（利 用了電流的磁效應），故A正確；乙圖電路中，開關斷開瞬間，燈泡立即熄滅，故B 錯誤；光電三極管也是一種晶體管，它有三個電極，當光照強弱變化時，電極之間的 電阻會隨之變化.當有煙霧進入罩內時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照 射，表現出電阻的變化，故C正確；電容話筒一樣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器，兩者之間的距離變化會導致其電容的變化. 在電容器兩端施加固定頻率及大小的電壓，通過電容器的電流就會變化，故D正確.
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三、非選擇題：本題共5小題，共54分.
11. （8分）光傳感器是一種傳感裝置，在自動控制中發(fā)揮著重要作用，主要應用了 半導體材料制成的光敏電阻，光敏電阻的阻值隨光照增強而減小.某實驗小組用光敏 電阻做實驗：
甲　　 乙
（1）為了研究光敏電阻在室內正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關系，用圖 甲所示電路進行實驗，得出兩種U－I圖像如圖乙所示.根據U－I圖像可知正常光照射 時光敏電阻阻值為 Ω，強光源照射時光敏電阻阻值為 Ω.
6 000
400
解析：（1）因為光敏電阻的阻值隨光照增加而減小，故由乙圖可知b圖線是強光源照 射，a圖線是正常光照射，故Ra＝6 000 Ω，
Rb＝400 Ω.
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（2）若圖甲中所用電壓表的內阻約為7 kΩ，毫安表的內阻約為300 Ω，考慮到電表內 阻對實驗結果的影響，下列說法中正確的是 .
B. 用正常光照射時測得的電阻誤差較小
C. 用強光照射時測得的電阻誤差較小
解析：（2）用圖甲所示電路進行實驗，毫安表采用的是內接法，強光照射時，光敏電阻與毫安表的內阻相差不大，這樣兩者電壓相差不大，故造成誤差大；而正常光照時，光敏電阻遠大于毫安表的內阻，毫安表分得電壓較小，誤差較小，選項A、B正確.
AB　
甲　　
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12. （10分）某同學要把電壓表改裝成可直接測量壓力的儀表，設計的電路如圖 （a）所示.實驗器材如下：待改裝電壓表（量程0～3 V，可視為理想電壓表）、定值 電阻R0、壓敏電阻Rx、電源（4 V，內阻不計）、開關S、導線.選用的壓敏電阻阻值 Rx隨壓力F變化的規(guī)律如圖（b）所示.
　
圖（a） 圖（b）
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（1）實驗中隨著壓力F的增大，電壓表的示數 （填“變大”“不變”或“變 小”）.
變大　
圖（b）
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（2）為使改裝后儀表的量程為0～160 N，且壓力160 N對應電壓表3 V刻度，則定值 電阻阻值R0＝ Ω，壓力為0時對應電壓表 V刻度.
240　
1.5　
圖（b）
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13. （12分）如圖所示是一種運動傳感器的原理圖，這個系統(tǒng)由A、B兩個小盒子組 成，A盒裝有紅外線發(fā)射器和超聲波發(fā)射器，B盒裝有紅外線接收器和超聲波接收 器，A盒固定在被測的運動物體上，測量時A向B同時發(fā)射一個紅外線脈沖和一個超聲 波脈沖（即持續(xù)時間極短的一束紅外線和一束超聲波），B盒收到紅外線脈沖時開始 計時，收到超聲波脈沖時計時停止.已知系統(tǒng)進行第一次測量的時間差為t1，經過短暫 的時間Δt后，系統(tǒng)進行第二次測量的時間差為t2，若超聲波在空氣中的傳播速度為 v0，被測物體的運動是勻速運動，求被測物體的運動速度.
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解析：由于紅外線以光速傳播，因此紅外線的傳播時間可以忽略；
第一次測量時A盒與B盒之間的距離x1＝v0t1
第二次測量時A盒與B盒之間的距離x2＝v0t2
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甲 乙
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（1）由圖乙可知，當RT的溫度逐漸增加時，RT的阻值會如何變化？
答案：（1）逐漸減小　
（2）電流表內阻Rg為多大？
答案：（2）1 000 Ω
解析：（1）由圖乙可知，當RT的溫度逐漸增加時，
RT的阻值逐漸減小.
乙
解得Rg＝1 000 Ω.
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（3）定值電阻R兩端電壓為額定電壓時，熱敏電阻RT的溫度為多少？
答案：（3）20 ℃
乙
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15. （12分）如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為E，內阻不計，電流表 內阻也不計，不稱物體時，滑動觸頭P在A端，滑動變阻器接入電路中的有效電阻最 大，電流較小；稱重物時，在壓力作用下滑動觸頭下移，滑動變阻器有效電阻變小， 電流變大.這樣把電流對應的質量值刻在刻度盤上，就可以讀出被稱物體的質量，若 滑動變阻器上A、B間長度為l，最大阻值為R0，已知兩彈簧的總彈力與形變量成正 比，比例系數為k.
（1）試導出所稱重物重力G與電路中電流I的函數關系；
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解析：（1）設所稱重物重力為G時彈簧的壓縮量為x，由題意得G＝kx ①
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（2）該裝置達到最大量程時電流表示數是多少？
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