2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 6 實(shí)驗(yàn)十二 傳感器的簡單使用隨堂檢測鞏固落實(shí).doc
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實(shí)驗(yàn)十二 傳感器的簡單使用 1. 酒精測試儀用于機(jī)動車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測.它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器,酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化.在如圖所示的電路中,酒精氣體的不同濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻.這樣,電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系.如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比,那么,電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度C之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是( ) A.U越大,表示C越大,C與U成正比 B.U越大,表示C越大,但是C與U不成正比 C.U越大,表示C越小,C與U成反比 D.U越大,表示C越小,但是C與U不成反比 解析:選B.設(shè)二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器的電阻為Rx,由閉合電路歐姆定律得,干路的電流I=,電壓表示數(shù)U=IR0=,而RxC=k(定值),由以上關(guān)系式可見U越大,表示C越大,但是C與U不成正比,故B項正確. 2.在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設(shè)計了一種報警裝置,電路如圖所示.M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報,此時( ) A.RM變大,且R越大,U增大越明顯 B.RM變大,且R越小,U增大越明顯 C.RM變小,且R越大,U增大越明顯 D.RM變小,且R越小,U增大越明顯 解析:選C.當(dāng)RM變大時,回路的總電阻R總變大,根據(jù)I總=,得干路中的電流變小,S兩端的電壓U=I總RS變小,故選項A、B錯誤;當(dāng)RM變小時,回路的總電阻R總=+RS變小,根據(jù)I總=,得干路中的電流變大,S兩端的電壓U=I總RS變大,而且R越大,RM變小時,對回路的總電阻變化的影響越明顯,故選項C正確,選項D錯誤. 3.(2016高考北京卷) 熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護(hù)裝置中.圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖.由圖可知,這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力________(選填“增強(qiáng)”或“減弱”);相對金屬熱電阻而言,熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更________(選填“敏感”或“不敏感”). 解析:由題圖可知,熱敏電阻在溫度上升時,阻值下降,故其導(dǎo)電能力增強(qiáng);相對金屬熱電阻而言,熱敏電阻在溫度變化時,阻值變化明顯,故對溫度更敏感. 答案:增強(qiáng) 敏感 4.對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT,在給定溫度范圍內(nèi),其阻值隨溫度的變化是非線性的.某同學(xué)將RT和兩個適當(dāng)?shù)亩ㄖ惦娮鑂1、R2連成如圖虛線框內(nèi)所示的電路,以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的,且具有合適的阻值范圍.為了驗(yàn)證這個設(shè)計,他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值,測量電路如圖所示,圖中的電壓表內(nèi)阻很大.實(shí)驗(yàn)中的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量結(jié)果如表所示. 溫度t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 RL阻值/Ω 54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7 I/mA 93.3 97.6 102.9 109.7 116.7 125.2 134.2 U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66 回答下列問題: (1)根據(jù)圖甲所示的電路,在如圖乙所示的實(shí)物圖上連線. (2)為了檢驗(yàn)RL與t之間近似為線性關(guān)系,在坐標(biāo)紙上作出RL-t關(guān)系圖線. (3)在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖丙所示,電流表的讀數(shù)為______________,電壓表的讀數(shù)為________.此時等效電阻RL的阻值為________;熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為________. 丙 解析:(3)因?yàn)殡娏鞅淼淖钚】潭葹? mA,故讀數(shù)時只需要精確到1 mA,所以電流表的讀數(shù)為115 mA,而電壓表的最小刻度為0.1 V,故讀數(shù)時要估讀到0.01 V,所以電壓表的讀數(shù)為5.00 V.等效電阻RL=≈43.5 Ω,結(jié)合RL-t圖象可知熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為62.5 ℃. 答案:(1)連線如圖所示 (2)RL-t關(guān)系圖線如圖所示 (3)115 mA 5.00 V 43.5 Ω 62.5 ℃ 5.(2019鄭州模擬)電控調(diào)光玻璃能根據(jù)光照強(qiáng)度自動調(diào)節(jié)玻璃的透明度,將光敏電阻Rx和定值電阻R0接在9 V的電源上,電源內(nèi)阻不計,光敏電阻阻值隨光強(qiáng)變化關(guān)系如表所示: 光強(qiáng)E/cd 1 2 3 4 5 電阻值/Ω 18 9 6 3.6 [“光強(qiáng)”表示光強(qiáng)弱程度的物理量,符號為E,單位坎德拉(cd)] (1)當(dāng)光照強(qiáng)度為4坎德拉(cd)時光敏電阻Rx的大小為________Ω. (2)其原理是光照增強(qiáng),光敏電阻Rx阻值變小,施加于玻璃兩端的電壓降低,玻璃透明度下降,反之則玻璃透明度上升.若電源電壓不變,R0是定值電阻,則下列電路圖中符合要求的是________(填序號). (3)現(xiàn)已知定值電阻R0為12 Ω,用電壓表測得光敏電阻兩端的電壓為3 V,則此時光照強(qiáng)度為多少? 解析:(1)由表格數(shù)據(jù)可知,光敏電阻Rx與光強(qiáng)E的乘積均為18 Ωcd不變,則當(dāng)E=4 cd時,光敏電阻的阻值:Rx==4.5 Ω. (2)由題意可知,光敏電阻Rx與定值電阻R0串聯(lián)連接,光照增強(qiáng)時,光敏電阻Rx阻值減小,電路中的總電阻減小,由I=可知,電路中的電流增大,由U=IR可知,R0兩端的電壓增大,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以Rx兩端的電壓減小,反之光照減弱時,光敏電阻Rx阻值增大,R0兩端的電壓減小,Rx兩端的電壓增大,則玻璃并聯(lián)在R0兩端時不符合,玻璃并聯(lián)在Rx兩端時符合,故A項錯誤,C項正確;若玻璃與電源并聯(lián),光照變化時,玻璃兩端的電壓不變,故B、D項錯誤. (3)當(dāng)R0=12 Ω,光敏電阻兩端的電壓Ux=3 V,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,R0兩端的電壓:U0=U-Ux=9 V-3 V=6 V,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以電路中的電流I==,即=,解得R′x=6 Ω,此時光照強(qiáng)度E′==3 cd. 答案:(1)4.5 (2)C (3)3 cd 6.(2016高考全國卷Ⅰ)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60 ℃ 時,系統(tǒng)報警.提供的器材有:熱敏電阻,報警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過Ic時就會報警),電阻箱(最大阻值為999.9 Ω),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計),滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω),滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω),單刀雙擲開關(guān)一個,導(dǎo)線若干. 在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).已知U約為18 V,Ic約為10 mA;流過報警器的電流超過20 mA時,報警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60 ℃時阻值為650.0 Ω. (1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線. (2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器________(填“R1”或“R2”). (3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng): ①電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為________Ω;滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是________________________________________________________________________. ②將開關(guān)向______(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至________________________________________________________________________. (4)保持滑動變阻器滑片的位置不變,將開關(guān)向另一端閉合,報警系統(tǒng)即可正常使用. 解析:(1)根據(jù)題述,應(yīng)該采用滑動變阻器的限流接法,連接的電路如答案圖所示. (2)根據(jù)題述,流過報警器的工作電流超過10 mA時,報警器就會報警,可知滑動變阻器的最大阻值至少為R== Ω=1 800 Ω,因此在電路中應(yīng)選用最大阻值為2 000 Ω的滑動變阻器R2. (3)①電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為熱敏電阻在60 ℃時的阻值650.0 Ω;滑動變阻器的滑片應(yīng)置于接入電路的阻值最大處,即b端附近,不能置于另一端的原因是:若置于a端,則導(dǎo)致閉合開關(guān)后,報警器中電流大于20 mA,報警器可能損壞. ②將開關(guān)向c端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至報警器開始報警. 答案:(1)連線如圖所示 (2)R2 (3)①650.0 b 接通電源后,流過報警器的電流會超過20 mA,報警器可能損壞 ②c 報警器開始報警- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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