高考物理复习 知能演练提升 第十章 实验十一.doc

2013年高考物理复习 知能演练提升：第十章 实验十一1(2011江苏高考)美国科学家 willard s. boyle 与 george e. smith 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：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。答案：bc2.如图实1111所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中r3为用半导体热敏材料制成的传感器，值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器，当传感器r3所在处出现火情时，显示器的电流i及报警器两端的电压u的变化情况是()ai变大，u变大 bi变大，u变小图实1111ci变小，u变小 di变小，u变大解析：出现火情时，环境温度升高，使得热敏电阻r3的电阻减小，r2与r3并联，总电阻将变小，这部分获得的电压减小，即r2两端电压减小，所以r2电流减小，即安培表读数减小，外电路的总电阻减小，所以外电压即报警器两端的电压减小，所以c正确。答案：c3如图实1112甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻r1能接收到发光元件a发出的光，每当工件挡住a发出的光，光传感器b就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20、(单位：cm)。则以下说法正确的是(不计工件挡住光的时间)()图实1112a工件加速度为0.1 m/s2b工件加速度为0.2 m/s2c当无光照射r1时，光传感器就输出一次高电压d当无光照射r1时，光传感器就输出一次低电压解析：a m/s20.2 m/s2。有光照射r1时，r1的阻值变小，r2两端电压变大，光传感器就输出一次高电压。无光照射r1时，r1的阻值变大，r2两端电压变小，光传感器就输出一次低电压。答案：bd4(2012长春模拟)温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图实1113甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势e9.0 v，内电阻不计；g为灵敏电流表，其内阻rg保持不变；r为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关s，当r的温度等于20 时，电流表示数i12 ma；当电流表的示数i23.6 ma时，热敏电阻的温度是()图实1113a60 b80 c100 d120 解析：由图乙可知，当r的温度等于20 时，热敏电阻r14 k，根据闭合电路欧姆定律可得i1e/(r1rg)，解得rg0.5 k；当电流表示数i23.6 ma时，由i2e/(r2rg)解得此时热敏电阻r22 k，由图乙可知热敏电阻的温度为120，正确选项是d。答案：d5.如图实1114所示，一热敏电阻rt放在控温容器m内； 为毫安表，量程6 ma，内阻为数十欧姆；e为直流电源，电动势约为3 v，内阻很小；r为电阻箱，最大阻值为999.9 ，s为开关。已知rt在95 时的阻值为150 ，在20 时的阻值约为550 。现要求在降温过程中测量在9520 之间的多个温度下rt的阻值。(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图。图实1114(2)完成下列实验步骤中的填空：依照实验原理电路图连线。调节控温容器m内的温度，使得rt的温度为95。将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全。闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数i0，并记录_。将rt的温度降为t1(20 t195 )；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_。温度为t1时热敏电阻的电阻值rt1_。逐步降低t1的数值，直到20 为止；在每一温度下重复步骤。解析：本题综合考查电学实验的基本知识，涉及实验原理的设计，实验步骤的安排到实验数据的处理。(1)由实验器材知，不可能用伏安法测量电阻值，题中有电阻箱和毫安表，又电源的内阻不计，则可用调节电阻箱阻值，保持每次电路中电流相同的方法测电阻。(2)根据两次电流表的示数不变，可以列出等式i0，i0，联立两式解得rxr0r1150。答案：(1)实验原理电路图如图所示(2)电阻箱的读数r0仍为i0电阻箱的读数r1r0r1150 6(2012金华模拟)某物理兴趣小组的同学想用如图实1115甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性。(1)请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整。为了保证实验的安全，滑动变阻器的滑动触头p在实验开始前应置于_端。(选填“a”或“b”)图实1115(2)正确连接电路后，在保温容器中注入适量冷水。接通电源，调节r记下电压表和电流表的示数，计算出该温度下的电阻值，将它与此时的水温一起记入表中。改变水的温度，测量出不同温度下的电阻值。该组同学的测量数据如下表所示，请你在图实1116的坐标纸中画出该热敏电阻的rt关系图。对比实验结果与理论曲线(图中已画出)可以看出二者有一定的差异。除了读数等偶然误差外，你认为还可能是由什么原因造成的？温度/30405060708090100阻值/k7.85.33.42.21.51.10.90.7图实1116(3)已知电阻的散热功率可表示为p散k(tt0)，其中k是比例系数，t是电阻的温度，t0是周围环境温度，现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中，使流过它的电流恒为40 ma，t020，k0.16 w/，由理论曲线可知：该电阻的温度大约稳定在_；此时电阻的发热功率为_w。解析：(1)滑动变阻器的滑动触头p在实验开始前应置于阻值最小处，即a端；(2)该热敏电阻的rt关系图由数据描点、连线画出，如图所示；实验结果与理论曲线存在差异，原因有：电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大；随着温度的升高，热敏电阻的阻值变小，电流表的分压作用更加明显，相对误差更大；(3)通电热敏电阻消耗的电功率pi2r0.042r0.0016 r，而热敏电阻的散热功率p散k(tt0)0.16(t20)，根据两者相等，则r100(t20) ，在(2)的rt图像中作出如图所示的图线，根据其与理论曲线的交点即可求得：该电阻的温度大约稳定在50(在4852之间皆可)；由图可知此时电阻r3 k