高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 实验十二 传感器的简单使用.doc

实验十二 传感器的简单使用跟踪演练强化提升【基础题组】1.(多选)(2017广州模拟)美国科学家willard sboyle与george esmith因电荷耦合器件(ccd)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖。ccd是将光学量转变成电学量的传感器。下列器件可作为传感器的有()a.发光二极管b.热敏电阻c.霍尔元件d.干电池【解析】选b、c。传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件。发光二极管是电学元件,是电能转换成光能的元件,不是传感器,a错误;干电池是一种电源,不是传感器,d错误;热敏电阻受热时,其电阻会发生变化,能把热学量转换成电学量,是传感器,b正确;霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成电压这个电学量,是传感器,c正确。2.(2017平顶山模拟)传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器,a为固定电极,b为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联,组成闭合电路,已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力增大时()a.电容器的电容将减小b.灵敏电流表指针在正中央零刻线处c.灵敏电流表指针向左偏转d.灵敏电流表指针向右偏转【解析】选d。当待测压力增大时,电容器板间距离缩小,由c=rs4kd知,电容器的电容增大,a错误;由于电容器与电源相连,故电压u不变,由q=cu知,电容器的电荷量将增加,即电容器需充电,故电流从电流表的正接线柱流入,指针将向右偏转,b、c错误,d正确。3.如图所示,理想变压器的原线圈接有交变电压u,副线圈接有光敏电阻r1(光敏电阻随光照强度增大而减小)、定值电阻r2。则()a.仅增强光照时,原线圈的输入功率减小b.仅向下滑动p时,r2两端的电压增大c.仅向下滑动p时,r2消耗的功率减小d.仅增大u时,r2消耗的功率减小【解析】选b。当光照增强时,光敏电阻的电阻值减小,故变压器的输出功率增加,输入功率也增加,a错误;当滑动触头p向下滑动时,原线圈匝数减小,根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压变大,由p=u2r知r2消耗的功率也变大,故b对,c错误;当u增大时,变压器的输出电压增大,r2消耗的功率也变大,d错误。【能力题组】4.如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的i-u关系曲线图。导学号42722250(1)为了通过测量得到如图所示i-u关系的完整曲线,如图所示的a和b两个电路中应选择的是图_,简要说明理由:_。(电源电动势为9v,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0100)(2)在图c所示的电路中,电源电压恒为9v,电流表读数为70ma,定值电阻r1=250。则热敏电阻两端的电压为_v;电阻r2的阻值为_。【解析】由于图中要求测量多组数据,所需电压调节范围较大,且从零开始变化,所以应选用分压电路,即图a;根据欧姆定律可以先求出r1的电流i1=36ma,所以热敏电阻和r2电流为i2=i-i1=34ma,由图可读出热敏电阻在34ma时的电压为5.2v,则r2两端电压为3.8v,即可求出r2=111.8。答案:(1)a电压可从0v调到所需电压,调节范围较大(2)5.2111.8(111.6112.0均可)5.传感器担负着信息的采集任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),例如热敏传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量。热敏电阻阻值随温度变化的图象如图甲所示,图乙是由热敏电阻rt作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问:导学号42722251(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在_(选填“a”或“b”)。(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片p向_(选填“左”或“右”)移动。(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片p都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路实际不能工作的原因可能是_。【解析】(1)温度过高时,热敏电阻阻值很小,左边电路电流很大,螺线管产生的强磁场使竖直金属片与a接触,此时报警器工作,则c应接触a才能使电路接通。(2)使启动报警的温度提高些,即要求温度更高时竖直金属片与a接触,而温度更高时热敏电阻更小,要使电流不至于过早变大而报警,则应增大滑动变阻器的电阻,故滑动变阻器滑片p向左移动。(3)在最低报警温度时不能报警,说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触。这可能由多种原因造成,如电源提供的电流太小,导致电磁铁的磁性太弱;弹簧的劲度系数太大,电磁铁的吸引力小于弹力等。答案:(1)a(2)左(3)电源提供的电流太小,导致电磁铁的磁性太弱或弹簧的劲度系数太大6.(2017泉州模拟)目前有些居民区内,楼道灯的控制使用的是一种延时开关。该延时开关的简化原理如图所示。图中d是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),r为限流电阻,k为控钮式开关,虚线框内s表示延时开关电路,当按下k接通电路瞬间,延时开关触发,相当于s闭合。这时释放k后,延时开关s约在1min后断开,电灯熄灭。根据上述信息和原理图,我们可推断:按钮开关k按下前,发光二极管是_(选填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关k按下再释放后,电灯l发光持续时间约_min。这一过程中发光二极管是_。限流电阻r的阻值和灯丝电阻rl相比,应满足r_rl的条件。【解析】开关k按下前,s为断开,有电流经过发光二极管