高考物理二轮复习 第十一章 交变电流 传感器 提能增分练 传感器的简单应用.doc

提能增分练传感器的简单应用1(多选)(2016海南高考)图(a)所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为41，rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，r1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图(b)所示。下列说法正确的是()a变压器输入、输出功率之比为41b变压器原、副线圈中的电流强度之比为14cu随t变化的规律为u51sin(50t)(国际单位制)d若热敏电阻rt的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大解析：选bd由题意，理想变压器输入、输出功率之比为11，选项a错误；变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即，故选项b正确；由题图(b)可知交流电压最大值um51 v，周期t0.02 s，角速度100 rad/s，则可得u51sin(100t)(v)，故选项c错误；rt的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故选项d正确。2(多选)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电压表的示数增大br2中电流减小c小灯泡的功率增大d电路的路端电压增大解析：选abc当照射光强度增大时，r3阻值减小，外电路电阻随r3的减小而减小，r1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，a项正确，d项错误；由路端电压减小、r1两端电压增大知，r2两端电压减小，则r2中电流减小，故b项正确；由干路电流增大知流过小灯泡的电流增大，则小灯泡的功率增大，故c项正确。3(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)。为了确定各元件种类，小华同学把计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将ab、bc、cd接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图a、b、c所示，则以下判断中正确的是()aab间是电容器bbc间是电感线圈ccd间是电容器dcd间是定值电阻解析：选abd直流电路中接入电容器后，充电电流逐渐减小；接入电感线圈后由于自感作用，电流逐渐增大；接入定值电阻后，电流保持一定值，故ab间为电容器，bc间为电感线圈，cd间为定值电阻，所以a、b、d正确，c错误。4(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器b能接收到发光元件a发出的光，每当工件挡住a发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下列说法正确的是()a传送带运动的速度是0.1 m/sb传送带运动的速度是0.2 m/sc该传送带每小时输送3 600个工件d该传送带每小时输送7 200个工件解析：选bc从题图乙可以知道：每间隔1秒的时间，光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是v m/s0.2 m/s，故a错误，b正确；传送带每小时运动的距离为：svt0.23 600 m720 m，工件个数为：n3 600(个)，c正确，d错误。5某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请在图(a)的实物图上连线。(2)实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并测量、记录电源输出的电流值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据。(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图(b)的rt关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的rt关系式r_t()。解析：(1)直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定，故只需要将电压表与电阻并联测出电压即可，实物图连线如图。(2)本实验要测量电阻值和温度值之间的关系，电阻要用欧姆定律计算，由于电流恒定且已知，故需测量电压和对应温度。(3)从题图(b)中取相距较远的两个特殊点，代入rr0kt，计算得r0100 ，k0.40，故该热敏电阻的rt关系式为r1000.40t ()。答案：(1)连线图见解析(2)记录电压表示数温度计示数(3)1000.406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，主要是应用半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙所示是由热敏电阻rt作为传感器制作的简单自动报警器线路图。(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在_(填“a”或“b”)处。(2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片p向_(填“左”或“右”)移动。(3)如果在调试报警器达最低报警温度时，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，则造成工作电路不能工作的原因可能是_。解析：(1)从题图甲的图线可知，热敏电阻阻值随温度的升高而减小，从而使电路中的电流变大，要求温度过高时报警器铃响，则c应接在a处时电路才会接通。(2)由题给线路图易知，滑动变阻器滑片p向左移动时，会使启动报警的温度提高。(3)电路连接完好且各元件都处于工作状态，而电路不能工作，说明电路中电流过小，电磁铁的磁性太弱，以致不能控制右侧的电路接通，原因可能是左边电源路端电压过小，或线圈的匝数过少，或弹簧的劲度系数过大等。答案：(1)a(2)左(3)题图(乙)中左边电源路端电压太小，或线圈的匝数太少，或弹簧的劲度系数太大等7如图甲所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k。电源的电动势为e，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为l，重力加速度为g。为理想电压表，当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数u及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。(1)写出m、u与k之间所满足的关系式：_。(2)已知e1.50 v，l12.0 cm，g9.80 m/s2。测量结果如下表：m/kg1.001.503.004.506.007.50u/v0.1080.1540.2900.4460.6080.740在图乙给出的坐标纸上利用表中数据描出mu图线；m u图线的斜率为_kg/v；弹簧的劲度系数k_n/m。(结果均保留三位有效数字)解析：(1)设放置质量为m的重物时弹簧压缩量为x，则有mgkx，又ue，解得mu。(2)用描点法作图，作出的图像如图所示。选取(0,0)、(0.90,9)两点，则斜率为 kg/v10.0 kg/v。因mu，故k10.0 n/m1.23103 n/m。答案：(1)mu(2)见解析图10.01.231038(2017上海黄浦区模拟)在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：(1)图甲为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻r12 k，r21.5 k，r34 k，rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图乙所示。当a、b两点电势uaub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uaub时，电压鉴别器会使s断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为_，恒温箱内的电热丝加热时rt的取值范围为_。(2)有一种由ptc元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率pr随温度t变化的图像如图丙所示。该加热器向周围散热的功率为pqk(tt0)，其中t为加热器的温度，t0为室温(本题中取20 )，k0.1 w/。当prrq时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为_；某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是()a2024 b3236 c4852 d6064 解析：(1)由题意可知uaub时，对应恒温箱内的稳定温度，根据欧