專題71 探究變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系、傳感器的利用（解析版）

2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)重點(diǎn)熱點(diǎn)難點(diǎn)專題特訓(xùn)專題71探究變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系、傳感器的利用特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容目標(biāo)1探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系（1T—6T）目標(biāo)2利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置（7T—12T）【特訓(xùn)典例】探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系1．在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，李輝同學(xué)采用了如圖所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，圖中各接線柱對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。（1）本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室有下列器材：A．可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）B．條形磁鐵C．直流電源D．多用電表E．開關(guān)、導(dǎo)線若干上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不需要的有_______（填器材序號(hào)），本實(shí)驗(yàn)中還需要用到的器材有_______。（2）對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的有_______。A．為便于探究，應(yīng)該采用控制變量法B．變壓器的原線圈接低壓交流電，測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C．使用多用電表測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程試測(cè)，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量D．因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所用電壓較低，通電時(shí)可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路（3）實(shí)驗(yàn)中，電源接變壓器原線圈“0”“8”接線柱，副線圈接“0”“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為5.0V，若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應(yīng)為_______。A．18.0V

B．10.0V

C．5.0V

D．2.5V（4）組裝變壓器時(shí)，李輝同學(xué)沒(méi)有將鐵芯閉合，如圖所示，原線圈接12.0V的學(xué)生電源，原、副線圈的匝數(shù)比為8：1，副線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)可能是_______。A．0V

B．96.0V

C．1.5V

D．0.65V（5）李輝同學(xué)正確組裝變壓器后，把12.0V的學(xué)生交流電源接到原線圈“2”“8”接線柱（相當(dāng)于600匝），副線圈接線“0”“1”接線柱，如圖所示。在確認(rèn)電路連接無(wú)誤的情況下，接在副線圈兩端的交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)可能是_______。A．0V

B．5.8V

C．2.0V

D．1.5V【答案】

BC##CB

低壓交流電源

AC##CA

B

D

D【詳解】（1）[1][2]在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，使用的是交流電，所以不需要直流電，磁場(chǎng)是利用了電流的磁效應(yīng)，所以也不需要條形磁鐵，B、C正確；本實(shí)驗(yàn)中還需要用到的器材是低壓交流電源。（2）[3]A．為便于探究，應(yīng)該采用控制變量法，所以A正確；B．變壓器的原線圈接低壓交流電，測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，所以B錯(cuò)誤；C．使用多用電表測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程試測(cè)，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量，所以C正確；D．雖然實(shí)驗(yàn)所用電壓較低，但是通電時(shí)不可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路，這樣可減小實(shí)驗(yàn)誤差，避免發(fā)生危險(xiǎn)，所以D錯(cuò)誤。故選AC。（3）[4]根據(jù)理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比規(guī)律可知，副線圈所接電表的示數(shù)為5.0V，原線圈的電壓應(yīng)為10V。故選B。（4）[5]組裝變壓器時(shí)，李輝同學(xué)沒(méi)有將鐵芯閉合，則變壓器漏磁比較厲害，連接副線圈的交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)小于理想變壓器的副線圈的讀數(shù)，若為理想變壓器，則U2=U1=×12V=1.5V實(shí)際電壓小于1.5V。故選D。[6]李輝同學(xué)正確組裝變壓器后，變壓器還是存在漏磁現(xiàn)象，還有銅損、鐵損等損耗，則連接副線圈的交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)總是小于理想變壓器的副線圈的讀數(shù)，若為理想變壓器，則U2=U1=×12V=2.0V實(shí)際電壓小于2.0V。故選D。2．做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。（1）以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的有__________。（填選項(xiàng)字母）A．

B．

C．D．

E.（2）下列說(shuō)法正確的是__________A．變壓器工作時(shí)副線圈電壓頻率與原線圈不相同B．實(shí)驗(yàn)中要通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，需要運(yùn)用的科學(xué)方法是控制變量法C．為了人身安全，實(shí)驗(yàn)中只能使用低壓直流電源，電壓不要超過(guò)12VD．繞制降壓變壓器原、副線圈時(shí)，副線圈導(dǎo)線應(yīng)比原線圈導(dǎo)線粗一些好（3）實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖所示，為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成，硅鋼片應(yīng)平行于平面__________。A．

B．

C．

D．（4）由于交變電流的電壓是變化的，所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的是電壓的__________值（選填“平均”、“有效”或“最大”）；某次實(shí)驗(yàn)操作，副線圈所接多用電表的讀數(shù)如圖甲所示，其對(duì)應(yīng)的選擇開關(guān)如圖乙所示，則此時(shí)電表讀數(shù)為__________。（5）若用匝數(shù)匝和匝的變壓器做實(shí)驗(yàn)，對(duì)應(yīng)的電壓測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，則一定是__________線圈。（選填“原”或“副”）實(shí)驗(yàn)次數(shù)12340.901.401.902.402.003.014.025.02【答案】

BDE

BD

D

有效

4.8V

副【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中需要交流電源、變壓器和交流電壓表（萬(wàn)用表），不需要干電池和直流電壓表，故AC錯(cuò)誤，BDE正確。故選BDE。（2）[2]A．變壓器工作時(shí)只是改變電壓，不改變頻率，副線圈電壓頻率與原線圈相同，故A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在原、副線圈匝數(shù)和原線圈兩端電壓三個(gè)變量中保持兩個(gè)不變，改變一個(gè)來(lái)探究匝數(shù)比與原副線圈電壓之比的關(guān)系，用的是控制變量法，故B正確；C．變壓器改變的是交流電壓，因此為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用交流電壓不能超過(guò)12V，而用直流電壓變壓器不能工作，故C錯(cuò)誤；D．觀察兩個(gè)線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，由變壓器工作原理知可知，匝數(shù)少的電流大，則導(dǎo)線應(yīng)該粗；繞制降壓變壓器原、副線圈時(shí)，由于副線圈的匝數(shù)少，副線圈導(dǎo)線應(yīng)比原線圈導(dǎo)線粗一些好，故D正確。故選BD。（3）[3]由圖，根據(jù)楞次定律和右手螺旋定則，產(chǎn)生的渦旋電流的方向與面平行，為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，相互絕緣的硅鋼片應(yīng)垂直面，即平行于面，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。（4）[4]由于交變電流的電壓是變化的，實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的是電壓的有效值；[5]所選擇為交流電壓10V檔，依題意，此時(shí)電表讀數(shù)為4.8V。（5）[6]由于有漏磁、原副線圈內(nèi)阻分壓等因素，所以副線圈實(shí)際測(cè)量的電壓值應(yīng)該小于理論值，由理想變壓器規(guī)律由表格數(shù)據(jù)值U1總是略小于，故U1應(yīng)該是副線圈的電壓值，一定是副線圈。3．物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實(shí)驗(yàn)儀器。下表是用圖1中的多用電表進(jìn)行測(cè)量的四次記錄，a、b分別為測(cè)量時(shí)的指針位置。其中有的記錄了量程（或倍率）但沒(méi)有記錄讀數(shù)，有的記錄了讀數(shù)但沒(méi)有記錄量程（或倍率），請(qǐng)你填寫表格中的各個(gè)空格。序號(hào)所測(cè)物理量量程或倍率指針讀數(shù)①直流電壓5Va______②直流電流______a11.3mA③電阻______a5.0×103Ω④電阻×100Ωb______（2）數(shù)據(jù)分析。某學(xué)生選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器（視為理想變壓器），如圖2所示，做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)，可以研究副線圈匝數(shù)n2對(duì)輸出電壓U2的影響。以U2為縱坐標(biāo)，n2為橫坐標(biāo)。在圖3中畫出變壓器的輸出電壓U2與其匝數(shù)n2關(guān)系圖像的示意圖______，并說(shuō)明U2-n2圖像斜率的物理意義。______【答案】

1.14V##1.15V##1.16V

50mA

×100Ω

400Ω

每匝線圈（原線圈或副線圈均可）產(chǎn)生的電壓；或表示鐵芯中磁通量的變化率【詳解】（1）[1]電壓表的讀數(shù)為1.15V；[2]電流表的量程為50mA；[3]歐姆表的倍率為×100Ω[4]歐姆表的讀數(shù)為（2）[5]根據(jù)解得變壓器的輸出電壓U2與其匝數(shù)n2關(guān)系圖像的示意圖為[6]圖像的斜率為每匝線圈（原線圈或副線圈均可）產(chǎn)生的電壓；或表示鐵芯中磁通量的變化率4．在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖所示。（1）觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)和材料是：_________；A．整塊硅鋼鐵芯

B．整塊不銹鋼鐵芯

C．絕緣的銅片疊成

D．絕緣的硅鋼片疊成（2）觀察兩個(gè)線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)_________；（填“多”或“少”）（3）以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的是_________；（填字母）A．干電池

B．學(xué)生電源

C．實(shí)驗(yàn)室用電壓表

D．多用電表（4）為了保證安全，低壓交流電源的電壓不要超過(guò)_________；（填字母）A．2V

B．12V

C．50V（5）在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個(gè)接線柱之間，用電表測(cè)得副線圈的“0”和“4”兩個(gè)接線柱之間的電壓為3.0V，則原線的輸入電壓可能為_________；（填字母）A．1.5V

B．6.0V

C．7.0V（6）等效法、理想模型法是重要的物理學(xué)方法，合理采用物理學(xué)方法會(huì)讓問(wèn)題變得簡(jiǎn)單，這體現(xiàn)了物理學(xué)科“化繁為簡(jiǎn)”之美。理想變壓器是一種理想化模型。如圖所示，心電圖儀（將心肌收縮產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器，其輸出部分可以等效為左側(cè)虛線框內(nèi)的交流電源和定值電阻串聯(lián)）與一理想變壓器的原線圈連接，一可變電阻R與該變壓器的副線圈連接，原副線圈的匝數(shù)分別為、（右側(cè)虛線框內(nèi)的電路也可以等效為一個(gè)電阻）。在交流電源的電壓有效值不變的情況下，在調(diào)節(jié)可變電阻R的過(guò)程中，當(dāng)_________時(shí)，R獲得的功率最大?！敬鸢浮?/p>

D

少

BD

B

C

【詳解】（1）[1]觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)是絕緣的硅鋼片疊成。故選D。（2）[2]觀察兩個(gè)線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，根據(jù)可知匝數(shù)少的電流大，則導(dǎo)線越粗，即導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)少。（3）[3]實(shí)驗(yàn)中需要交流電源和多用電表，不需要干電池和直流電壓表。故選BD。（4）[4]為了人體安全，低壓交流電源的電壓不要超過(guò)12V。故選B。（5）[5]若為理想變壓器，則變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為根據(jù)題意，已知副線圈的電壓為3V，則原線圈的電壓為考慮到不為理想變壓器，可能存在漏磁等現(xiàn)象，則原線圈所接的電源電壓要大于6V，可能為7V。故選C。（6）[6]把變壓器和R等效為一個(gè)電阻R1，R0當(dāng)作電源內(nèi)阻，當(dāng)內(nèi)外電阻相等，即此時(shí)輸出功率最大，根據(jù)得代入解得即5．有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，如圖1所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的線圈A、B（內(nèi)部導(dǎo)線電阻率、橫截面積相同），線圈外部還可以繞線。（1）某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測(cè)量了A、B線圈的電阻值，指針?lè)謩e對(duì)應(yīng)圖2中的a、b位置，由此可推斷________（選填“A”或“B”）線圈的匝數(shù)較多。（2）該實(shí)驗(yàn)中輸入端所接電源最適合的是________。A．220V交流電源B．12V以內(nèi)低壓直流電源C．36V安全電壓D．12V以內(nèi)低壓交流電源（3）如果把它看作理想變壓器，現(xiàn)要測(cè)量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長(zhǎng)的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源。請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟的填空：①用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈。②將________（選填“A”或“B”）線圈與低壓交流電源相連接。③用多用電表的________擋分別測(cè)量A線圈的輸入電壓UA和繞制線圈的輸出電壓U。④則A線圈的匝數(shù)為________?！敬鸢浮?/p>

A

D

A

交流電壓

n【詳解】（1）[1]根據(jù)電阻定律，電阻率和橫截面積相同時(shí)，導(dǎo)線越長(zhǎng)，電阻越大，A線圈電阻比B的大，故A線圈匝數(shù)較多。（2）[2]為保證學(xué)生安全，應(yīng)用12V以內(nèi)低壓交流電源，故選D。（3）②[3]要測(cè)量A線圈的匝數(shù)，所以要把A線圈與低壓交流電源相連接。③[4]變壓器輸入輸出都是交流電，所以要用交流電壓擋測(cè)輸入和輸出電壓。④[5]根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比，有解得6．在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，李輝同學(xué)采用了如圖所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，圖中各接線柱對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100匝”的匝數(shù)。（1）本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室有下列器材∶A．可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）B．低壓交流電源

C．低壓直流電源

D．多用電表

E．開關(guān)、導(dǎo)線若干本實(shí)驗(yàn)中需用到的電源是______。（2）對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的有______；A．變壓器的原線圈接低壓交流電，測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”B．使用多用電表測(cè)電壓時(shí)，先用最小量程擋試測(cè)，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量C．因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所用電壓較低，通電時(shí)可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路D．為便于探究，應(yīng)該采用控制變量法（3）實(shí)驗(yàn)中，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為5.0V，若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應(yīng)為______。A．18.0VB．10.0VC．5.0VD．2.5V（4）用匝數(shù)na=400匝和nb=800匝的變壓器，因?yàn)榇嬖诼┐?，?shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如表∶Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接交流電源的原線圈是______（填na或nb）?！敬鸢浮?/p>

B

D

B

nb【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)中需用到的電源是低壓交流電源，故選B。（2）[2]A．變壓器的原線圈接低壓交流電，測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”，A錯(cuò)誤；B．使用多用電表測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．雖然實(shí)驗(yàn)所用電壓較低，為了安全和減小實(shí)驗(yàn)誤差，通電時(shí)不可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路，故C錯(cuò)誤；D．為便于探究，應(yīng)該采用控制變量法，選項(xiàng)D正確。故選D。（3）[3]實(shí)驗(yàn)中，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為5.0V，若變壓器是理想變壓器，根據(jù)變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系U1：U2=n1：n2則原線圈的電壓應(yīng)為故選B。（4）[4]由于變壓器總是存在漏磁現(xiàn)象，還有銅損、鐵損等損耗，則副線圈的交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)還是小于理想變壓器的副線圈的讀數(shù)，由于Ua總是小于Ub的一半，所以可判斷連接交流電源的原線圈是nb。利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置7．某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)制作了一臺(tái)簡(jiǎn)易電子秤，原理圖如圖甲所示，圖中電壓表可視為理想電壓表（量程為3V），滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R=12Ω，該同學(xué)用刻度尺測(cè)得滑動(dòng)變阻器有電阻絲纏繞的ab部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20cm（電阻絲纏繞均勻）。（1）該同學(xué)先利用如圖乙所示電路測(cè)定電子秤里兩節(jié)紐扣電池（如圖丙所示）的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，根據(jù)多次測(cè)量得到的數(shù)據(jù)作出的U′—I圖像如圖丁所示，可知這兩節(jié)紐扣電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)為E=______V，內(nèi)阻為r=______Ω；（2）該同學(xué)想得到電壓表的示數(shù)U與被測(cè)物體質(zhì)量m之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①調(diào)節(jié)圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置，使電壓表的示數(shù)恰好為零；②在托盤里緩慢加入細(xì)砂，直到滑動(dòng)變阻器的滑片P恰好滑到b端，然后調(diào)節(jié)電阻箱R0，直到電壓表達(dá)到滿偏，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧一直處于彈性限度內(nèi)，則此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為R0=______Ω；③已知所用的彈簧的勁度系數(shù)為k=2.0×102N/m，重力加速度g=10m/s2，則該電子秤所能稱量的最大質(zhì)量為m=______kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程所稱量物體的質(zhì)量和電壓表的示數(shù)U的關(guān)系為______（填“線性”或“非線性”）?！敬鸢浮?/p>

4.0

0.5

3.5

4.0

線性【詳解】（1）[1][2]對(duì)圖乙所示電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=U′+Ir即U′=E-IrU′—I圖像與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)等于兩節(jié)紐扣電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值等于電池的內(nèi)阻，由題圖丁可知電動(dòng)勢(shì)為E=4.0V內(nèi)阻為（2）[3]電壓表達(dá)到滿偏時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R=12Ω，根據(jù)歐姆定律可得解得R0=3.5Ω[4]滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到b端，彈簧的形變量增加了20cm，由平衡條件有kΔx=mg則該電子秤所能稱量的最大質(zhì)量為m=4.0kg（3）[5]所稱量物體的質(zhì)量電壓表的示數(shù)為聯(lián)立可得可知所稱量物體的質(zhì)量m和電壓表的示數(shù)U的關(guān)系為線性關(guān)系。8．如圖所示，圖甲為熱敏電阻的圖像，圖乙為用此熱敏電阻和繼電器組成的一簡(jiǎn)易溫控開關(guān)，繼電器的電阻為。當(dāng)繼電器電流超過(guò)10mA時(shí)，銜鐵吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)溫控。為繼電器線圈供電的電池E的內(nèi)阻不計(jì)。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。（1）提供以下實(shí)驗(yàn)器材：電源，電源，滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器，為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)20~60℃之間任意溫度的控制，電源應(yīng)選________（填“”或“”）；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_______（填“”或“”）。（2）為了實(shí)現(xiàn)恒溫箱系統(tǒng)保持溫度為40℃，實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了以下操作：①斷開開關(guān)，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)至__________（填“最大”或“最小”），需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值________Ω；②將單刀雙擲開關(guān)向c端閉合；③緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值觀察到繼電器的銜鐵恰好被吸合；④保持滑動(dòng)變阻器的位置不變，將單刀雙擲開關(guān)向另一端閉合，恒溫箱系統(tǒng)正常工作；（3）若恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為40℃，則需把滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到_______Ω；若恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為35℃，則滑動(dòng)變阻器正常工作時(shí)須向_______（填“左”或“右”）移動(dòng)滑動(dòng)觸頭?！敬鸢浮?/p>

E1

R2

最大

60

180

左【詳解】（1）[1][2]為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)20~60℃之間任意溫度的控制，滑動(dòng)變阻器的最大阻值必定大于熱敏電阻的電阻變化，故滑動(dòng)變阻器選用；又有繼電器電阻電路中的電流計(jì)算可知，若選用的電源，電路中的最小電流仍大于10mA，無(wú)法實(shí)現(xiàn)溫控功能，而的電源可以滿足實(shí)驗(yàn)要求，故選用電源；（2）[3][4]將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)至最大，起保護(hù)作用，由題圖甲可知40℃時(shí)熱敏電阻對(duì)應(yīng)阻值為，因此需將電阻箱阻值調(diào)到；（3）[5][6]當(dāng)恒溫箱內(nèi)的溫度保持40℃，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，使電流達(dá)到10mA，由閉合電路歐姆定律得即即滑動(dòng)變阻器R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為；恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為35℃，熱敏電阻阻值變大，滑動(dòng)變阻器R的阻值須變小，即向左移動(dòng)滑動(dòng)觸頭。9．為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，照度單位為lx）。（1）某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在如圖甲的坐標(biāo)系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線。由圖像可求出照度為0.6lx時(shí)的電阻約為______kΩ。照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻/kΩ5.83.72.32.01.8（2）如圖乙，是街道路燈自動(dòng)控制設(shè)計(jì)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(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在________（填“AB”或“BC”）之間。（3）用多用電表“×10Ω”檔，按正確步驟測(cè)量圖乙中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指針示數(shù)如圖丙，則線圈的電阻為________Ω；已知當(dāng)線圈中的電流大于或等于2mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，圖乙中直流電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格可供選擇：R1（0～200Ω，1A）、R2（0～2000Ω，0.1A）。要求天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________（填“R1”、“R2”）。為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)將滑動(dòng)阻變阻器的滑片向________（填“左”或“右”）端移動(dòng)。【答案】

2.7kΩ（2.6kΩ~2.8kΩ）

AB

140Ω

R2

左【詳解】（1）[1]從圖像上可以看出當(dāng)照度為0.6lx時(shí)的電阻約為（2.6kΩ~2.8kΩ）；（2）[2]當(dāng)天亮?xí)r，光敏電阻的阻值變小，所以回路中電流增大，則銜鐵被吸下來(lái)，此次觸片和下方接觸，此時(shí)燈泡應(yīng)該熄滅，說(shuō)明燈泡接在了AB上。（3）[3][4][5]根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)則，所以電阻值為回路中的電流為2mA時(shí)回路中的需要中電阻所以選擇滑動(dòng)變組器比較合理。若要求天色漸暗照度降低至1.01x時(shí)點(diǎn)亮路燈，則天色更暗時(shí)光明電阻更大，要先保證回路中的電流2mA不變，則應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，即向左滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器。10．熱敏電阻有很多的應(yīng)用領(lǐng)域，如家電、開關(guān)電源、新能源汽車等。某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了研究某保溫式自動(dòng)電飯鍋中用于監(jiān)測(cè)溫度的熱敏電阻的特性設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。（1）首先利用多用電表粗略測(cè)量與電飯鍋中型號(hào)相同的熱敏電阻常溫狀態(tài)下的阻值，多用電表的旋鈕置于“×100”的擋位時(shí)示數(shù)如圖甲所示，則該熱敏電阻的阻值為______。（2）該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了進(jìn)一步探究熱敏電阻的特性，設(shè)計(jì)了圖乙所示的電路，電路中的電壓表均可看成理想電壓表，定值電阻的阻值為2k。①開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于最______（填“左”或“右”）端。②某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表，的示數(shù)分別為3.0V、4.5V，則熱敏電阻的阻值應(yīng)為______k。（3）通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，得出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律圖象如圖丙所示，當(dāng)熱敏電阻的阻值為時(shí)，熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為______℃。（4）該種保溫式自動(dòng)電飯鍋，采用感溫磁控元件（可視為用熱敏電阻控制的電磁鐵開關(guān)，通過(guò)的電流大于某一值時(shí)開關(guān)斷開）控制電路閉合與斷開，從而控制加熱電路，鍋內(nèi)米飯溫度低于60℃后，加熱電路開始工作，則下列電路圖可能是該電飯鍋中加熱電路的是______。A．B．C．【答案】

##3200

左

3

38

AB##BA【詳解】（1）[1]由多用電表的讀數(shù)規(guī)則可知，該熱敏電阻的阻值為（2）[2]為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)器材，開關(guān)閉合后應(yīng)使兩電壓表的讀數(shù)均為零，所以滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)置于最左端。[3]由電路圖乙可知，熱敏電阻的阻值應(yīng)為代入數(shù)據(jù)解得（3）[4]由圖丙可知，熱敏電阻的阻值為時(shí)，熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為38℃。（4）[5]當(dāng)電飯鍋內(nèi)溫度降低時(shí)，熱敏電阻的阻值增大，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知AB滿足要求。故選AB。11．某研究性學(xué)習(xí)小組利用壓敏電阻制作電子秤。已知壓敏電阻在壓力作用下發(fā)生微小形變，它的電阻也隨之發(fā)生變化，其阻值隨壓力變化的圖像如圖（a）所示，其中，圖像斜率。小組同學(xué)按圖（b）所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易電子秤（秤盤質(zhì)量不計(jì)），電路中電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)，電流表量程為，內(nèi)阻未知，取10m/s2。實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：秤盤上不放重物時(shí)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表指針滿偏；步驟2：秤盤上放置已知重力的重物，保持滑動(dòng)變阻器電阻接入電阻不變；讀出此時(shí)毫安表示數(shù)；步驟3：換用不同已知質(zhì)量的重物，記錄每一個(gè)質(zhì)量值對(duì)應(yīng)的電流值；步驟4：將電流表刻度盤改裝為質(zhì)量刻度盤。（1）當(dāng)電流表半偏時(shí)，壓敏電阻大小為_______；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（2）若電流表示數(shù)為20mA，則待測(cè)重物質(zhì)量為_______kg；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）改裝后的刻度盤，其零刻度線在電流表_______（填“零刻度”或“滿刻度”）處；（4）若電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺(tái)電子秤稱重前，進(jìn)行了步驟1操作，則測(cè)量結(jié)果________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

10

滿刻度

不變【詳解】（1）[1]設(shè)電流表內(nèi)阻為，當(dāng)電流表滿偏時(shí)電路中電流為，由閉合電路歐姆定律得電路中總電阻為由題意可求得當(dāng)電流半偏時(shí)，電路中總電阻為可求得（2）[2]若電流表示數(shù)為由閉合電路歐姆定律可求得求得此時(shí)壓敏電阻阻值為因?yàn)楦鶕?jù)題目中條件求得（3）[3]由圖（a）可知，壓敏電阻的阻值隨壓力增大而增大，則電流表示數(shù)隨壓力增大而減小，故重力最小時(shí)，電流最大，即重力得零刻度線在電流表的滿刻度處；（4）[4]若電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，則電路