2012届高三物理练习 实验：传感器的简单使用 新人教版(1)

用心 爱心 专心 1 必考部分必考部分 选修选修 3 23 2 第十章第十章 第第 3 3 单元单元 实验 传感器的简单使用实验 传感器的简单使用 1 如图 10 3 14 所示 R1为定值电阻 R2为负温度系数 的热敏电阻 负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高 而减小的热敏电阻 L 为小灯泡 当温度降低时 A R1两端的电压增大 B 电流表的示数增大 C 小灯泡的亮度变强 D 小灯泡的亮度变弱 解析 温度降低时R2的阻值增大 干路电流减小 R1两端电压 电流表示数都减小 灯泡两端电压变大 亮度变强 只有 C 项正确 答案 C 2 2008 江苏高考 2007 年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家 以表 彰 他们发现 巨磁电阻效应 基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术 被认为是纳米技术的第一次真正应用 在下列有关其他电阻应用的说法中 错误的 是 A 热敏电阻可应用于温度测控装置中 B 光敏电阻是一种光电传感器 C 电阻丝可应用于电热设备中 D 电阻在电路中主要起到通过直流 阻碍交流的作用 解析 热敏电阻对温度很敏感 光敏电阻对光照很敏感 电阻丝可用于电加热 这 很常见 所以 A B C 三个说法均正确 交流电 直流电均可通过电阻 电阻对它 们均可产生阻碍作用 所以 D 错误 答案 D 3 如图 10 3 15 所示的实验电路中 电源两端的电压恒 定 L 为小灯泡 R为光敏电阻 D为发光二极管 电流越大 发出的光越强 且R与D相距很近 下列说法正确的是 用心 爱心 专心 2 A 当滑动触头P向左移动时 L 消耗的功率增大 B 当滑动触头P向左移动时 L 消耗的功率减小 C 当滑动触头P向右移动时 L 消耗的功率可能不变 D 无论怎样移动触头P L 消耗的功率都不变 解析 触头P左移 使其电阻减小 流过二极管的电流增大 从而发光增强 使光 敏电阻R的阻值减小 最终达到增大流过灯泡的电流的效果 A 项正确 答案 A 4 传感器是把非电学量 如速度 温度 压力等 的变 化转换成电学量的变化的一种元件 在自动控制中 有着相当广泛的应用 有一种测量人的体重的电子 秤 其测量部分的原理图如图 10 3 16 中的虚线 框所示 它主要由压力传感器R 电阻值会随所受 压力大小发生变化的可变电阻 显示体重大小的 仪表 A 实质是理想的电流表 组成 压力传感器表面能承受的最大压强为 1 107Pa 且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示 设踏板和压杆的质量可 以忽略不计 接通电源后 压力传感器两端的电压恒为 4 8 V 取g 10 m s2 请回答 压力F N 0250500750100012501500 电阻R 300270240210180150120 1 该秤零起点 即踏板空载时 的刻度线应标在电流表刻度盘 A 处 2 如果某人站在该秤踏板上 电流表刻度盘的示数为 20 mA 则这个人的体重是 kg 解析 1 由图表知 踏板空载时 压力传感器电阻R 300 此时 A 中电流 I U R A 1 6 10 2 A 4 8 300 2 当电流I 20 mA 20 10 3 A 时 压力传感器的电阻R U I 4 8 20 10 3 240 对应表格中 这个人的质量为 50 kg 答案 1 1 6 10 2 2 50 5 温度传感器广泛应用于室内空调 电冰箱等家用电器中 它是利用热敏电阻的阻值 随温度变化的特性工作的 如图 10 3 17 甲所示 电源的电动势E 9 0 V 内电 阻不计 G 为灵敏电流计 内阻Rg保持不变 R为热敏电阻 其电阻值与温度的变 用心 爱心 专心 3 化关系如图 10 3 17 乙所示 闭合开关 S 当R的温度等于 20 时 电流表示数 I1 2 mA 当电流表的示数I2 3 6 mA 时 热敏电阻的温度是 图 10 3 17 解析 从图乙查得t 20 时 R的阻值为 4 k 由E I1 R Rg 得 Rg R k 4 k 0 5 k E I1 9 2 当I2 3 6 mA 时 设热敏电阻的阻值为R 则 R Rg k 0 5 k 2 k E I2 9 3 6 从图乙查得此时对应的温度t2 120 答案 120 6 2009 宁夏高考 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电 为路灯提供电 能 用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关 实现自动控制 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化 作为简化模型 可以近似认为 照射光较 强 如白天 时电阻几乎为 0 照射光较弱 如黑天 时电阻接近于无穷大 利用光敏电 阻作为传感器 借助电磁开关 可以实现路灯自动在白天关闭 黑天打开 电磁开 关的内部结构如图 10 3 18 所示 1 2 两接线柱之间是励磁线圈 3 4 两接线柱分 别与弹簧片和触点连接 当励磁线圈中电流大于 50 mA 时 电磁铁吸合铁片 弹簧 片和触点分离 3 4 断开 电流小于 50 mA 时 3 4 接通 励磁线圈中允许通过的 最大电流为 100 mA 图 10 3 18 1 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路 画出电路原理图 光敏电阻R1 符号 用心 爱心 专心 4 灯泡L 额定功率 40 W 额定电压 36 V 符号 保护电阻R2 符号 电磁开关 符号 蓄电池E 电压 36 V 内阻很小 开关 S 导线若干 2 回答下列问题 如果励磁线圈的电阻为 200 励磁线圈允许加的最大电压为 V 保护电 阻R2的阻值范围是 在有些应用电磁开关的场合 为了安全 往往需要在电磁铁吸合铁片时 接线柱 3 4 之间从断开变为接通 为此 电磁开关内部结构应如何改造 请结合本题中电磁开 关内部结构图说明 答 任意举出一个其他的电磁铁应用的例子 答 解析 2 Um ImR 100 10 3 200 V 20 V E I R2 R 其中 50 mA I 100 mA 故R2在 160 520 之间 答案 1 电路原理如图所示 2 20 160 520 把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧 保证当磁铁吸合铁片时 3 4 之间接通 不吸合时 3 4 之间断开 电磁起重机 7 2008 广东高考 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 请你在图 10 3 19 所示 的实物图上连线 用心 爱心 专心 5 图 10 3 19 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R t关系图线如图 10 3 20 所示 请根据图线写出该热敏电阻的R t关系式 R t 保留 3 位有效数字 图 10 3 20 解析 每次加热水后 都需要重新读出温度计和电压表的示数 根据绘得的R t图 线可以看出 电阻值R与温度t之间是