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 2013 年高考物理年高考物理 实验精选百题解析实验精选百题解析 专题专题 16 传感器的简单使用传感器的简单使用 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 AC 48 2 2 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 8 0V 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 7 0V 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 2 11 610 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 答案 10 分 1 如右图 3 分 2 14 3 分 15 3 分 SE 加热系统 触发开关 1 2 SE 加热系统 触发开关 12 Rt R0 3 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 4 Uneh B I 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 15V 0 3V 0 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 5 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 3 3 分 2 1 根据电路图可得 36 0 0 00 0 kR UU U R R U R UU t t 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 应将滑动变阻器的滑 片置于 端 选填 M 或 N 3 只调节滑动变阻器的滑臂 使电流 传感器