高考物理 实验精选百题解析 专题16 传感器的简单使用.doc

2013年高考物理 实验精选百题解析 专题16 传感器的简单使用1(12分）（2013福建省高中质检）某实验小组进行“探究热敏电阻 的温度特性”实验，实验室提供如下器材：热敏电阻rt(常温下约8k)、温度计、电流表ma(量程1ma，内阻约200)、电压表v (量程3v，内阻约1ok)、电池组e (4.5v,内阻约l)、滑动变阻器r（最大阻值为20)、开关s、导线若干、 烧杯和水。根据提供器材的参数将图甲所示的实物图中所缺的导线补接完整。实验开始前滑动变阻器的滑动触头p应置于_端（选填a或b)。利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻rt-t图象如图乙中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异。除了偶然误差外，下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是_。（填选项前的字母，不定项选择）a.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大b.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小c.温度升高到一定值后，电流表应改为外接法将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式i2r= k ( t- - t0） (其中k是散热系数，t是电阻的温度， t0是周围环境温度，i为电流强度），电阻的温度稳定在某一值。若通过它的电流恒为 50ma, t0 =20.，k=0.25w/,由实测曲线可知该电阻的温度稳定在_。答案：实物图连线如图。a ac48se加热系统触发开关122（10分）（2013西北工业大学附中质检）现代化养鸡场使用孵化室来孵化小鸡，为使孵化室保持适当的温度，可采用触发开关控制加热系统，如图所示。触发开关可采用热敏电阻来控制其1、2两端所加电压当1、2两端所加电压上升至80v时，触发开关自动启动 加热系统，当1、2两端所加电压下降至70v时，触发开关自动切断加热系统。请利用下列器材设计一个孵化室内的控制电路，给1、2两端提供电压（不考虑触发开关对所设计电路的影响）。提供的器材如下：a热敏电阻rt，其阻值随温度的升高而减小，其不同 温度下的阻值如下表：b恒压电源e；c定值电阻r0；d开关s及导线若干温度（）30.032.034.036.038.040.042.044.046.048.0电阻（k）54.239.830.624.720.017.115.013.211.610.5（1）在图中的虚线框内完成控制电路原理图，并在图中标上热敏电阻和定值电阻的符号。（2）孵化小鸡时孵化室的温度应保持在38至42的范围，若要达到这一设计要求，电源输出电压应为u= v，定值电阻应为r0= k。（结果保留两位有效数字）se加热系统触发开关12rtr0答案（10分） （1）如右图（3分） （2）14（3分） 15（3分）3.（2013河北省石家庄市二模）霍尔元件可以用来检测磁场及其变化。图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图。由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场。测量原理如乙图所示。直导线通有垂直纸面向里的电流。霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路。所用器材已在图中给出。部分电路已经连接好。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度b；（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，霍尔元件 （填“前表面”或“后表面”）电势高。（2）在图中画线连接成实验电路图。（3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度b，还必须测量的物理量有 （写出具体的物理量名称及其符号），计算式b= 。答案（1）前表面（2分）（2）如图所示（3分）（3）电压表示数u， 电流表示数i（2分）， （3分）4（2013浙江省杭州市二模）半导体热敏电阻是一种电阻值能很灵敏地随温度变化的半导体器材，根据它的这种特性，可以用它来做成一只电子温度计，下面是对一次实际制作过程的描述： 图1是半导体电子温度计的电路，rt就是准备用来测温的半导体热敏电阻，它与一只定律电阻r0相串联，然后两端加上一个恒定电压u0，电压表用来测量rt两端的电压。当rt的温度变化时，其阻值将发生变化，电压表的读数也发生变化。只要事先加以标定，由电压表的读数就可知道rt所处的温度。在某次实际的实验中，取u0=12v，r0=2.0k。把半导体热敏电阻插入一只填充了一种用以增加导热性的“导热硅脂”的薄铜管，就做成了温度计的探温头。为对这只电子温度计进行标度，把探温头和一只标准温度一起放在装有热水的容器内，如图2所示。随着水的逐渐冷却，记下标准温度计和电压表的读数，得到的数据点如图3所示。 （1）据图3作出这只温度探头的“u”（温度电压）关系曲线。 （2）图1表示电路中所用的15v0.3v0双量程电压表的刻度板，试在刻度板上标出20，40，60，80四个温度值的位置，并这与出其对应的电压值。再说明用的是电压表的哪一个量程。 （3）求20时的热敏电阻阻值，并说明计算电阻值所依据的公式。图3（3）（3分=2+1）根据电路图可得：电压传感器+-+-abcdnmp电压传感器+-电 流传感器+-5（7分）(2013上海市浦东新区二模)如图所示是研究电源电动势和电路内电压、外电压关系的实验装置仪器，电池的正负两极分别为a和b，位于两个电极内侧的探针c和d用于测量电池的内电压。（1）在给出的下列仪器路中，用实线作为导线将实验仪器连成实验电路；（2）合上开关前，应