物理-串联电路分压与动态分析（传感器报警电路）
考点：科学推理 / 物理-串联电路分压与动态分析（传感器报警电路）
问法模型：‘下列说法正确的是’的传感器电路动态分析题 → 先写出监测点（b点）电势的串联分压表达式，再逐项推演电阻/电压变化对电势的影响并验证报警条件
推理链
- 第1步：由图提取电路结构：a接+12V恒压，R₁（煤气敏感半导体元件，阻值随煤气浓度增大而减小）接在a、b间，可变电阻R₂接在b、c间且c接地，报警器接在b点，故b点电势即R₂分得的电压 U_b=12×R₂/(R₁+R₂)
- 第2步：应用串联分压规则：某一电阻减小时其自身分压减小、另一电阻分压增大，据此判断各操作对U_b的影响
- 第3步：A项——减小R₂，R₂两端分得电压减小，U_b应降低而非’升高’，A错误
- 第4步：B项——煤气浓度升高→R₁减小→R₂分压占比增大→U_b升高而非’降低’，B错误
- 第5步：C项——减小ac间电压，同样的浓度变化量（ΔR₁相同）引起的U_b改变量按比例减小，报警器灵敏度降低而非提高，C错误
- 第6步：D项——报警电压值一定，由U_b=12R₂/(R₁+R₂)可知，调节R₂改变分压比，达到报警电压所需的R₁临界阻值随之变化，其对应的煤气浓度临界值也改变，D正确
最快解法：⚡ 公式法+排除法：先写出U_b=12R₂/(R₁+R₂)，确认’浓度↑→R₁↓→U_b↑‘直接排除B；减小R₂只会使U_b降低，排除A；降低总电压只会使电势变化量变小、灵敏度降低，排除C，锁定D
易错点
- ⚠ 元件张冠李戴：把可变电阻R₂误当成煤气敏感元件（R₁才是传感器），导致B项结论恰好判反
- ⚠ A项看错对象：减小R₂时是R₁分压增大，误把R₁的电压变化当成b点电势变化
- ⚠ 混淆’灵敏度’与’触发阈值’：误以为降低电源电压能提高灵敏度，实际同样浓度变化对应的电势改变量反而变小
母题抽象
🧩 当题干出现’传感器电阻随外界量变化+两电阻串联分压+取某点电势作报警信号’的电路时，先写出该点电势的分压表达式，再沿’外界量变化→传感器阻值变化→分压变化→是否达到报警电压’的链条逐项验证
同类特征：煤气敏感半导体元件（阻值随浓度增大而减小）、R₁与可变电阻R₂串联分压、bc间接报警器（b点电势为报警信号）、ac间接12V恒定电压、灵敏度与报警浓度临界值
相关题
（暂无）
题干
右图是煤气泄露报警装置原理图，
是对煤气敏感的半导体元件，其电阻随煤气浓度的增加而减小，
是一可变电阻，在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器，当煤气浓度增加到一定值时报警器发出警告。对此下列说法正确的是（ ）。
选项
- A.
减小
的阻值，b点的电势升高 - B.
当煤气的浓度升高时，b点的电势降低
- C.
适当减小ac间的电压，可以提高报警器的灵敏度
- D.
调节
✅的阻值能改变报警器启动时煤气浓度的临界值
官方解析
A项，减小的阻值，电阻两端分得电压减小，则b点的电势降低，故A项错误。
B项，煤气的浓度升高时阻值减小，电阻两端分得电压增加，b点的电势升高，故B项错误。
C项，当煤气浓度的改变量为一定值，适当减小ac间的电压时，b点的电势改变量减小，则导致报警器的灵敏度降低，故C项错误。
D项，报警器的报警电压值一定，调节的阻值，要使b点电势依然能达到报警电压，则电阻对应的临界值也要发生变化，煤气浓度临界值也将发生变化，故D项正确。
故正确答案为D。
给定材料
（无）