广东2011高考物理一轮复习 第十章实验十二《传感器的简单使用》试题

用心 爱心 专心 1 第十章节第十章节 实验十二实验十二 传感器的简单使用传感器的简单使用 1 1 20072007 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 巨磁电巨磁电 阻效应阻效应 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 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 A 热敏电阻可应用于温度测控装置中 热敏电阻可应用于温度测控装置中 B B 光敏电阻是一种光电传感器 光敏电阻是一种光电传感器 C C 电阻丝可应用于电热设备中 电阻丝可应用于电热设备中 D D 电阻在电路中主要起到通过直流 阻碍交流的作用 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 所以很常见 所以 A A B B C C 三个说法均正确 交变电流 直流电均可通过电阻 电阻对三个说法均正确 交变电流 直流电均可通过电阻 电阻对 它们均可产生阻碍作用 所以它们均可产生阻碍作用 所以 D D 错误 答案为错误 答案为 D D 答案 答案 D D 2 2 传感器是一种采集信息的重要器件 图实 传感器是一种采集信息的重要器件 图实 1212 9 9 所示是一种测所示是一种测 定压力的电容式传感器 定压力的电容式传感器 A A 为固定电极 为固定电极 B B 为可动电极 组成一为可动电极 组成一 个电容大小可变的电容器 可动电极两端固定 当待测压力施加个电容大小可变的电容器 可动电极两端固定 当待测压力施加 在可动电极上时 可动电极发生形变 从而改变了电容器的电容 在可动电极上时 可动电极发生形变 从而改变了电容器的电容 图实 图实 1212 9 9 现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联 组成闭合电路 已知电现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联 组成闭合电路 已知电 流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转 当待测压力增大时流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转 当待测压力增大时 A A 电容器的电容将减小 电容器的电容将减小 B B 灵敏电流表指针在正中央零刻线处 灵敏电流表指针在正中央零刻线处 C C 灵敏电流表指针向左偏转 灵敏电流表指针向左偏转 D D 灵敏电流表指针向右偏转 灵敏电流表指针向右偏转 解析 当待测压力增大时 电容器板间距离缩小 由解析 当待测压力增大时 电容器板间距离缩小 由C C 知 电容器的电容增知 电容器的电容增 r rS S 4 4 k kd d 用心 爱心 专心 2 大 大 A A 错 由于电容器与电源相连 故电压错 由于电容器与电源相连 故电压U U不变 由不变 由Q Q CUCU知 电容器的电荷知 电容器的电荷 量将增加 即电容器需充电 故电流从电流表的正接线柱流入 指针将向右偏转 量将增加 即电容器需充电 故电流从电流表的正接线柱流入 指针将向右偏转 B B C C 错误 错误 D D 正确 正确 答案 答案 D D 3 3 如图实 如图实 1212 1010 所示为某一热敏电阻所示为某一热敏电阻 电阻值随温度的改变而改变 且对温度很敏感电阻值随温度的改变而改变 且对温度很敏感 的的I I U U关系曲线图 关系曲线图 图实 图实 1212 1010 1 1 为了通过测量得到如图实 为了通过测量得到如图实 1212 1010 所示所示I I U U关系的完整曲线 在图实 关系的完整曲线 在图实 1212 1111 所示的所示的 a a 和和 b b 两个电路中应选择的是图两个电路中应选择的是图 简要说明理由 简要说明理由 电源电动势为电源电动势为 9 9 V V 内阻不计 滑动变阻器的阻值为 内阻不计 滑动变阻器的阻值为 0 0 100100 图实 图实 1212 1111 2 2 在图在图 c c 所示的电路中 电源电压恒为所示的电路中 电源电压恒为 9 9 V V 电流表读数为 电流表读数为 7070 mAmA 定值电阻 定值电阻 R R1 1 250250 则热敏电阻两端的电压为则热敏电阻两端的电压为 V V 电阻 电阻R R2 2的阻值为的阻值为 3 3 举出一个可以应用热敏电阻的例子举出一个可以应用热敏电阻的例子 用心 爱心 专心 3 解析 由于图中要求测量多组数据 所需电压调节范围较大 且从零开始变化 所解析 由于图中要求测量多组数据 所需电压调节范围较大 且从零开始变化 所 以应选用分压电路 即图以应选用分压电路 即图 a a 根据欧姆定律可以先求出 根据欧姆定律可以先求出R R1 1的电流的电流I I1 1 3636 mAmA 所以 所以 热敏电阻和热敏电阻和R R2 2电流为电流为I I2 2 I I I I1 1 3434 mAmA 由图可读出热敏电阻在 由图可读出热敏电阻在 3434 mAmA 时的电压为时的电压为 5 25 2 V V 则 则 R R2 2两端电压为两端电压为 3 83 8 V V 即可求出 即可求出R R2 2 111 8111 8 答案 答案 1 a 1 a 电压可从电压可从 0 0 V V 调到所需电压 调节范围较大调到所需电压 调节范围较大 2 5 2 2 5 2 111 8 111 6111 8 111 6 112 0112 0 均可均可 3 3 热敏温度计热敏温度计 提出其他实例 只要合理均可提出其他实例 只要合理均可 4 4 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 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 的物理量的物理量 如温度 光 声等如温度 光 声等 转换成便于测量的量转换成便于测量的量 通常是电学量通常是电学量 例如热敏传感器 例如热敏传感器 主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量 热敏电阻随温度变主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量 热敏电阻随温度变 化的图象如图实 化的图象如图实 1212 1212 甲所示 图乙是由热敏电阻甲所示 图乙是由热敏电阻R R1 1作为传感器制作的简单自动报作为传感器制作的简单自动报 警器线路图 问 警器线路图 问 图实 图实 1212 1212 1 1 为了使温度过高时报警器铃响 为了使温度过高时报警器铃响 c c应接在应接在 填填 a a 或或 b b 2 2 若使启动报警的温度提高些 应将滑动变阻器滑片若使启动报警的温度提高些 应将滑动变阻器滑片P P点向点向 移动移动 填填 左左 或或 右右 3 3 如果在调试报警器达到最低报警温度时 无论如何调节滑动变阻器滑片如果在调试报警器达到最低报警温度时 无论如何调节滑动变阻器滑片P P都不能都不能 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 实际不能工作的原因可能是实际不能工作的原因可能是 解析 解析 1 1 温度过高时 热敏电阻阻值很小 左边电路电流很大 螺线管中产生的强温度过高时 热敏电阻阻值很小 左边电路电流很大 螺线管中产生的强 磁场使竖直金属片与磁场使竖直金属片与a a接触 此时报警器工作 则接触 此时报警器工作 则c c应接触应接触a a才能使电路接通 才能使电路接通 用心 爱心 专心 4 2 2 使启动报警的温度提高些 即要求温度更高时竖直金属片与使启动报警的温度提高些 即要求温度更高时竖直金属片与a a接触 而温度更高接触 而温度更高 时热敏电阻更小 要电流不至于过早变大而报警 则应提高滑动变阻器的电阻 故时热敏电阻更小 要电流不至于过早变大而报警 则应提高滑动变阻器的电阻 故 滑动变阻器滑片滑动变阻器滑片P P应向左移动 应向左移动 3 3 在最低报警温度时不能报警 说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与在最低报警温度时不能报警 说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a a接触 接触 这可能由多种原因造成 如 这可能由多种原因造成 如 电源提供的电流太小 导致磁铁的磁性太弱 电源提供的电流太小 导致磁铁的磁性太弱 弹弹 簧的劲度系数太大 电磁铁的吸引力小于弹力等 簧的劲度系数太大 电磁铁的吸引力小于弹力等 答案 答案 1 1 a a 2 2 左左 3 3 见解析见解析 5 5 一台臭氧发生器 一台臭氧发生器P P的电阻为的电阻为 1010 k k 当供电电压等于 当供电电压等于 2424 V V 时能正常工作 否则不产生时能正常工作 否则不产生 臭氧 现在用这种臭氧发生器制成自动消毒装置 要求它在有光照时能产生臭氧 在臭氧 现在用这种臭氧发生器制成自动消毒装置 要求它在有光照时能产生臭氧 在 黑暗时不产生臭氧 拟用一个光敏电阻黑暗时不产生臭氧 拟用一个光敏电阻R R1 1对它进行控制 对它进行控制 R R1 1的阻值在有光照时为的阻值在有光照时为 100100 黑暗时为 黑暗时为 10001000 允许通过的最大电流为 允许通过的最大电流为 3 3 mAmA 电源 电源E E的电压为的电压为 3636 V V 内阻不 内阻不 计 另有一个滑动变阻器计 另有一个滑动变阻器 R R2 2 阻值为 阻值为 0 0 100100 允许通过的最大电流为 允许通过的最大电流为 0 40 4 A A 一 一 个开关个开关 S S 和导线若干 和导线若干 臭氧发生器臭氧发生器P P和光敏电阻和光敏电阻R R1 1的符号如图实 的符号如图实 1212 1313 所示 设计一个满足上述要求所示 设计一个满足上述要求 电路图 图中各元件要标上字母代号 其中滑动变阻器两固定接电路图 图中各元件要标上字母代号 其中滑动变阻器两固定接 线柱端分别标上字母线柱端分别标上字母A A B B 电路图画在方框内电路图画在方框内 图实 图实 1212 1313 解析 臭氧发生器正常工作时电流解析 臭氧发生器正常工作时电流I I A A 24 1024 10 4 4 A A 2 42 4 mA mA 2 24 4 1 10 0 1 10 03 3 R R1 1允许通过的最大电流为允许通过的最大电流为 3 3 mAmA 所以用 所以用R R1 1与与P P串联 由于滑动串联 由于滑动 变阻器值变阻器值R R2 2远小于远小于P P的电阻 所以采用滑动变阻器分压式接的电阻 所以采用滑动变阻器分压式接 法 电法 电 路如图所示 路如图所示 答案 见解析图答案 见解析图 6 6 如图实 如图实 1212 1414 所示是某同学在科技制作活动中自制的电所示是某同学在科技制作活动中自制的电 用心 爱心 专心 5 子秤原理图 利用电压表子秤原理图 利用电压表 内电阻很大内电阻很大 的示数来指示物体的质的示数来指示物体的质 量 托盘与电阻可忽略的弹簧相连 托盘与弹簧的质量均不计 滑量 托盘与电阻可忽略的弹簧相连 托盘与弹簧的质量均不计 滑 动变阻器的滑动端与弹簧上端连接 当托盘中没有放物体时 动变阻器的滑动端与弹簧上端连接 当托盘中没有放物体时 电压表的示数为零 设变阻器的总电阻为电压表的示数为零 设变阻器的总电阻为R R 总长度为 总长度为L L 图实 图实 1212 1414 电源电动势为电源电动势为E E 内阻为 内阻为r r 限流电阻为 限流电阻为R R0 0 弹簧的劲度系数为 弹簧的劲度系数为k k 若不计一切摩擦和若不计一切摩擦和 其他阻力 求出电压表示数其他阻力 求出电压表示数U Ux x与所称物体质量与所称物体质量m m的关系式 的关系式 解析 由胡克定律知解析 由胡克定律知mgmg kxkx R R连入电路中的有效电阻连入电路中的有效电阻R Rx x R R 根据闭合 根据闭合 x x L L m mg gR R k kL L 电路的欧姆定律可知电路的欧姆定律可知 I I 则 则U Ux x IRIRx x E E R R0 0 r r R Rx x m mg gE ER R k kL L R R0 0 r r m mg gR R 答案 答案 U Ux x m mg gE ER R k kL L R R0 0 r r m mg gR R 7 7 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件 现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件 现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏 安特性曲线 要求特性曲线尽可能完整 已知常温下待测热敏电阻的阻值约为安特性曲线 要求特性曲线尽可能完整 已知常温下待测热敏电阻的阻值约为 4 4 5 5 热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中 杯内有一定量的冷水 其他备用的热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中 杯内有一定量的冷水 其他备用的 仪表和器具有 盛有热水的热水瓶仪表和器具有 盛有热水的热水瓶 图中未画出图中未画出 电源 电源 3 3 V V 内阻可忽略 内阻可忽略