高考物理电磁学知识点之传感器分类汇编附答案解析.pdf

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1、高考物理电磁学知识点之传感器分类汇编附答案解析一、选择题1压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地板上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E 连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0-t 时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i 随时间 t 变化的情况如图乙所示。则下列判断正确的是At1t2时间内绝缘重物处于超重状态Bt2t3时间内绝缘重物处于失重状态C升降机开始时可能停在10 楼，从 t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼D升降机开始时可能停在1

2、 楼，从 t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼2氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表（电压表）的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是传感器电导（即电阻的倒数）与一氧化碳浓度C的关系曲线如右图所示，则电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系应该是（）ABCD3图甲是在温度为10左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 k,R2=10 k,R3=40 k,Rt为

3、热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示当a、b端电压 Uab 0 时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当 a、b 端电压 Uab0 时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（）A10B20C35D454下列说法正确的是A传感器都是利用电磁感应原理工作的B电磁炉是根据电磁感应原理工作的C法拉第圆盘发电机是利用静电感应的原理制成的D探测金属物品的探测器都是利用静电感应的原理工作的5电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使温度总与设定的相差不多。在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同。进行这样的控制，靠的是A力传感

4、器 B 光传感器 C位移传感器 D温度传感器6如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪可记录发射和接收的时间间隔测量仪底部有一压力传感器，其输出电压作用在它上的压力F 成正比，表达式为UkF（k 为比例系数）某同学已知了自己的身高h、质量m和重力加速度g，他想利用该装置测量超声波速度v和比例系数 k，他多次研究发现，当他站上测重台时测量仪记录的时间间隔比他没站上时减少了t；当他没站上测重台时，测量仪已有输出电压为0U（0U0），当他站上测重台时测量仪输出电压为U，那么超声波v 与比例系数k 为A02UUhvktmg，B022UUhv

5、ktmg，C02UUhvktmg，D022UUhvktmg，7电子秤使用的是()A超声波传感器 B温度传感器C压力传感器 D红外线传感器8如图所示是测定位移x 的电容式传感器，其工作原理是某个量的变化，造成其电容的变化，这个量为（）A电介质进入极板的长度B两极板的间距C两极板的正对面积D电介质的种类9压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上并接入电路，其上放置物块；合上电键后，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I 不变，且I 大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内A升降机可能匀速上升B

6、升降机一定在匀减速上升C升降机一定处于失重状态D升降机一定在匀加速上升10 某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值R 随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动状态的装置,示意图如图甲所示.将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体 A,电梯静止时电压表示数为U0,电梯在某次运动过程中,电压表的示数变化情况如图乙所示,下列判断中正确的是()AO-t1内电梯可能匀加速上升Bt1-t2内电梯可能匀速上升Ct1-t2内电梯可能在减速上升Dt2-t3内电梯可能匀减速下降11 下列说法正确的是（）A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属

7、片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断C霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电流这个电学量D半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大12 如图所示，R1、R2为定值电阻，L 为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时（）A电压表的示数减小BR2中电流减小C小灯泡的功率减小D电路的路端电压增大13 视觉是人类最重要的知觉方式，视觉受损的病人生活质量深受困扰目前研发的人工视网膜阵列可以模拟视网膜感光细胞对视觉通路施加特定电刺激，从而产生视觉感受按工作原理来看，目前的人工视网膜阵列主要有两种，分为微光电二极管阵列和微电极阵列微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神

8、经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，可以最小化植入体积人工视网膜无论采用哪一种阵列，工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡下列说法正确的是（）A微光电二极管阵列在正常工作时不需要额外电源提供能量B微电极阵列直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号C微电极阵列传输信号的原理是电流的磁效应D人造视网膜假体工作时应采用交流电信号14 机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是()A

9、力传感器B温度传感器C光传感器D声音传感器15 许多楼道的灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没反应。它的控制电路是几种传感器的信号通过一个门电路后进入执行电路，这个门电路是（）A非门电路 B或门电路 C与门电路 D以上答案都不是16 有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生1020 kV 的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是()A化学能转化为电能B内能转化为电

10、能C光能转化为光能D机械能转化为电能17 随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，接监控装置。则下列说法正确的是当有人通过遮蔽光线时，之间的电压升高当有人通过遮蔽光线时，之间的电压降低当仅増大的阻值时，之间的电压升高当仅减小的阻值时，之间的电压升高ABCD18 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化情况如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（）A10

11、t时间内，升降机一定匀速运动B10t时间内，升降机可能减速上升C12tt时间内，升降机可能匀速上升D12tt时间内，升降机可能匀加速上升19 有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线部分所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的变阻器）、显示体重的仪表 G（实际上是电流表），不计踏板的质量，己知电流表的量程为0?2A，内阻为Rg1，电源电动势为E12V，内阻为r1，电阻 R 随压力 F变化的函数式为300.01RF（F和 R 的单位分别为N 和 ），下列说法中正确的是（）A该秤能测量的最大体重是3000NB该秤的零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在

12、电流表G 刻度盘的0.375A 处C该秤显示重量的刻度是均匀标注的D该秤显示的重量F 与通过电路中的电流I 满足12003200FI20 如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时（）A电容器的电容增大B电容器带电荷量减少C电容器两极板间的场强增大D电阻 R 中的电流方向自右向左21 如图为一种延时开关示意图，M 和 N 是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中M 与电源 E、开关 S构成回路，N 的两端用导线ab 直接连

13、起来。当闭合S后，铁芯吸住衔铁A，开关触头 B 就将高压电路接通；当断开S时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C 拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是（）A起延时效果的主要部件是线圈MB闭合 S电路稳定工作后，导线ab 中有从 a 流向 b 的感应电流C断开 S瞬间，导线ab 中有从 a流向 b 的感应电流D电源 E 的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果22 如图所示，是温度自动报警器的工作原理图图中1 是电磁铁、2是衔铁、3 是触点、4是水银温度计(水银导电)则下列说法正确的是A温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C温度高于

14、警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响23 下列关于传感器的说法中正确的是（）A金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器B电饭锅通过压力传感器实现温度的自动控制C干簧管是一种能够感知电场的传感器D传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断24 下列关于几种传感器的说法不正确的是（）A电子秤所使用的测力装置是力传感器B电饭锅常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103，开关按钮就不会自动跳起C电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝上移并推动弹性铜片上移D霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量25 如图所示电路中，R

15、 为某种半导体气敏元件，其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小当一氧化碳气体浓度增大时，下列说法中正确的是A电压表V 示数增大B电流表A 示数减小C电路的总功率减小D变阻器R1的取值越大，电表示数变化越明显【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 解析：C【解析】【详解】A.t1t2时间内电路中电流i 比升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态。故A 错误。B.t3t4时间内电路中电流i 比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于超重状态。故B错误。C.根据重物的状态可知，若升降机开始时停在10 楼，则 t1时刻开始，向下加速、匀速、减速，最后

16、停在1 楼。故 C 正确。D.若升降机开始时停在l 楼，t1时刻开始向上加速、匀速、减速，重物应先处于超重、既不超重也不失重、失重状态，与上分析不符，故D 错误。2A 解析：A【解析】设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由题意：氧化锡传感器电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，得到11kcR，k 是比例系数又根据欧姆定律得，电压表示数0000101RRUEERRrRRRrkc；由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与 U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数故A正确，BCD错误故选A点睛：对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其

17、次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系3C 解析：C【解析】试题分析：当 a、b 端电压0abU时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当0abU时，电压鉴别器使 S断开，停止加热，得出当0abU时，恒温箱保持稳定由题意得：当0abU时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系可知：12:2:1RR只有34:RR也为 2：1 的时候，才有0abU，所以可知tR电阻值为20k，从图乙可以看出，电阻为20k时，温度为35 摄氏度故选C考点：闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理4B 解析：B【解析】传感器不一定都是利用电磁感应原理工作的，如利用热敏电阻做成的传

18、感器，是利用电阻随温度变化规律工作的，A 错误；电磁炉和发电机、探测含有金属零件的地雷的探测器的原理都是“电磁感应”，B 正确 CD 错误5D 解析：D【解析】试题分析：传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量电熨斗在温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为电熨斗使用温度传感器，D正确6C 解析：C【解析】【分析】【详解】设身高体重测量仪高度为L，没有站人时压力传感器的压力为F0，设当测重台上没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，根据超声波的速度和位移关系可得02vtL；根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比可得00

19、UkF；当测重台上站人时，测量仪记录的时间间隔为t，同理可得02()()vtLhUk Fmg，联立解得02UUhvktmg，C 正确；故选C.点睛：本题为传感器类问题的应用，解题的关键在于明确题意，由题找出对应的信息再结合所学物理规律即可求解，注意在求身高要注意取单程时间，求质量要明确压力等于重力7C 解析：C【解析】【详解】根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，使用的是压力传感器，故C 正确故本题选 C8A 解析：A【解析】【详解】由原理图可知，要测定的位置X 发生变化，则电介质进入极板的长度发生变化，从而引起电容的变化，而两极板的间距、正对面积及电介质种类均

20、未变化，A 正确.BCD 错误故选 A9C 解析：C【解析】【分析】通过压敏电阻将压力信号转换成电信号，从而根据电路中电表的示数来确定升降机的运动状态；【详解】A、在升降机运动过程中发现I 大于升降机静止时电流表的示数0I，则说明不可能匀速运动，故A错误；B、在升降机运动过程中发现电流表不变，则说明是匀变速运动，且I 大于升降机静止时电流表的示数0I，则可知外电压变大，内电压变小，说明电流变小，所以是电阻变大，由压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，则压力变小，因此加速度方向向下，可能向下匀加速，也可能向上匀减速，故BD 错误 C 正确。【点睛】电流表的示数I 不变，说明压力不变，而I 大于升

21、降机静止时电流表的示数I0，则说明压力不等于重力，结合压敏电阻的性质来分析。10C 解析：C【解析】【详解】0-t1内，电压表读数大于U0，可知压敏电阻B 的阻值增大，则所受的压力小于A 的重力，物块 A 失重，则电梯不可能匀加速上升，选项A 错误；t1-t2内，电压表读数大于U0保持不变，则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值，说明物块A 失重，则电梯可能匀减速上升，选项 B 错误，C 正确；t2-t3内电压表读数大于U0，说明压敏电阻阻值大于原来静止时的值，则物块A 失重，则电梯加速度向下，则选项D 错误，故选C.11B 解析：B【解析】试题分析：话筒是将声信号转化为电信号的声传感器，A

22、错误，电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，B 正确；霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，C 错误；半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越小，D错误故选 B考点：常见传感器的工作原理点评：了解各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用是解决本题的关键12B 解析：B【解析】试题分析:当 R3的光照增强，光敏电阻的阻值减小，故回路中的总阻值减小，总电流增加，由，可知电压表的示数增大，A 错；R2两端的电压，知R2两端的电压减小，故通过R2的电流减小，B 对；由知 IL增大，故小灯泡的功率增大，C错；电路的路端电压，总电流增加，知路端电压减小，D错。考点

23、:电路的动态分析。【名师点睛】电路动态分析的一般步骤（1）明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化（2）由局部R的变化确定R总的变化（3）由 I总确定 I总的变化（4）由 U内I总r确定 U内的变化（5）由 U外EU内确定 U外的变化（6）由U IR确定干路上定值电阻两端的电压变化再确定各支路电压、电流的变化13D 解析：D【解析】【详解】A、由于微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路，所以微光电二极管阵列在正常工作时需要额外电源提供能量，故选项A 错误；BC、微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，将图像信号转化为电流

24、脉冲，不是电流的磁效应，故选项B、C 错误；D、工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡，所以人造视网膜假体工作时应采用交流电信号，故选项D 正确14C 解析：C【解析】【分析】【详解】由图可知，该传感器可以作为机器人的眼睛，则说明它采用的应是通过感光原理而确定障碍物的，故应为光传感器，ABD 与分析不符，故选C。15C 解析：C【解析】试题分析：根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路，故C正确。考点：简单的逻辑电路【名师点睛】根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同

25、时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路。16D 解析：D【解析】转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能故选D【点睛】能量转化要明确转化前是什么能，消耗了什么能，转化后是什么能，得到什么能17C 解析：C【解析】【详解】AB.R1为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流减小，之间的电压降低，故项错误，项正确；则A，B 均错误.CD.由闭合电路欧姆定律得，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，之间的电压升高，故项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，之间的电压降低，故项错误，则C

26、项正确，D 错误.18B 解析：B【解析】0t1时间内，电流不变，则电阻R 不变，说明重物对压敏电阻的压力不变，则加速度不变，所以升降机可能匀速运动，可能减速上升，故A 错误，B 正确；t1t2时间内，电流随时间增大，则电阻减小，所以压力增大，故加速度方向向上，且加速度不断变大，所以升降机不可能匀速上升，也不可能匀加速上升，故CD 错误故选B点睛：本题是信息题，首先要抓住题中信息：压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，其他部分是常规问题19B 解析：B【解析】【分析】【详解】A.由电阻 R 随压力 F 变化的关系式R=30-0.01F 可知，压力越大，电阻越小，电路中电流越大；故量程越大，能

27、测量最大体重越大；当电流表示数量程为2A时，电阻R=1222=4；则 F=（30-4）/0.01=2600kg；故该秤测量的最大体重是2600kg，故 A错误；B.当压力为零时，压力传感器的电阻R=30，电路中电流：I=120.375301 1gEARRr，故 B 正确；CD.由 E=I(R+r+rA)和 R=30-0.01F，而 F=mg 可得 m=320-120I，可知该秤显示重量的刻度不是均匀标注的，故C 错误，D 错误；故选 B【点睛】本题实质上为闭合电路欧姆定律的动态分析问题的应用，要注意明确题意，找出压力与电阻的关系，再利用闭合电路欧姆定律进行分析即可20B 解析：B【解析】【详解

28、】A振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由T4SCkd可知电容器的电容减小，A 错误；BD由QCU可知，在U 不变的情况下，C 减小则 Q 减小，电容器处于放电状态，R 中电流方向自左向右，B 正确，D 错误；C依据UEd可知，电容器两极板间的场强减小，C 错误.故选 B.21C 解析：C【解析】【分析】图中有两个线圈，其中M 有电源，接通电路后有电流通过，会产生磁性。N线圈无电源，开关闭合后没有电流，只有当M中的磁场发生变化时，根据电磁感应规律，N 线圈才会产生感应电流，起到延时效果。【详解】ABC 分析电路可知，当闭合S，M 线圈中产生电流，电流周围产生磁场，根据安培定则可知，铁芯

29、下端为N 极，产生由上向下的磁场，电路稳定后，磁场不变，N 线圈中不会产生感应电流，导线ab 中没有电流，当断开 S时，线圈M 中电流逐渐减小，直至消失，N线圈中的磁通量由上向下逐渐减小，根据楞次定律可知，产生由上向下的感应磁场，根据安培定则可知，感应电流方向由a到 b，铁芯下端为N 极，故起到延时效果的主要部件是线圈 N，故 AB 错误，C 正确；D电源 E 的正负极对调接入后，断开S，N 线圈中仍发生电磁感应现象，该装置仍具有延时效果，故D 错误。故选 C。【点睛】此题考查楞次定律与安培定则的应用，注意穿过闭合线圈的磁通量变化，线圈产生感应电流。22D 解析：D【解析】【详解】AC、温度低

30、于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警故 A 错误，C 错误；BD、温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮故B错误，D正确23D 解析：D【解析】【分析】【详解】金属热电阻作为温度传感器是利用导体的电阻随温度变化来工作的，可以将热学量转换为电学量，故A 错误；电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，故B 错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故C

31、 错误;传感器作为一种将其他形式的信号转换为电信号的装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断，故D 正确.故选 D24C 解析：C【解析】【分析】【详解】A电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故A 正确，不符合题意；B铁氧体在103失去磁性；电饭锅常压下只要锅内有水，锅内温度就不可能达到103，开关按钮就不会自动跳起；故B 正确，不符合题意；C电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，当温度升到较高，金属片发生弯曲较厉害触点才断开，故C 错误，符合题意；D霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故D 正确，不符合题意。故选 C。25B 解析：B【解析】试题分析：当一氧化碳气体浓度减小时，R 增大，总电阻增大，则总电流减小，内电压减小，路端电压增大，可知，通过R1的电流增大，因此电压表V 示数增大，通过变阻器的电流增大，则电流表A 示数减小故A 错误，B正确电路的总功率为 P=EI，E不变，I 减小，则 P减小，故C错误变阻器R1的取值越大，R1与 R 并联的阻值越接近R，R 对电路的影响越大，则知变阻器R1的取值越大，电压表示数变化越明显故D 错误故选B考点：电路的动态分析