高三物理二轮复习练习交变电流传感器提能增分练

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4∶1，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4∶1B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4C．u随t变化的规律为u＝51sin(50πt)(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1∶1，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eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,4)，故选项B正确；由题图(b)可知交流电压最大值Um＝51V，周期T＝0.02s，角速度ω＝100πrad/s，则可得u＝51sin(100πt)(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B．R2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()A．AB间是电容器B．BC间是电感线圈C．CD间是电容器D．CD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0.2m，则下列说法正确的是()A．传送带运动的速度是0.1m/sB．传送带运动的速度是0.2m/sC．该传送带每小时输送3600个工件D．该传送带每小时输送7200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＝eq\f(0.2,1)m/s＝0.2m/s，故A错误，B正确；传送带每小时运动的距离为：s＝vt＝0.2×3600m＝720m，工件个数为：n＝eq\f(s,L)＝3600(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：①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；②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；③重复第②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(Ω)。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R＝R0＋kt，计算得R0＝100Ω，k＝0.40，故该热敏电阻的R­t关系式为R＝100＋0.40t(Ω)。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E＝1.50V，L＝12.0cm，g＝9.80m/s2。测量结果如下表：m/kg1.001.503.004.506.007.50U/V0.1080.1540.2900.4460.6080.740①在图乙给出的坐标纸上利用表中数据描出m­U图线；②m­U图线的斜率为________kg/V；③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mg＝kx，又U＝eq\f(x,L)E，解得m＝eq\f(Lk,Eg)U。(2)①用描点法作图，作出的图像如图所示。②选取(0,0)、(0.90,9)两点，则斜率为eq\f(Δm,ΔU)＝eq\f(9－0,0.90－0)kg/V＝10.0kg/V。③因m＝eq\f(Lk,Eg)U，故eq\f(Lk,Eg)＝eq\f(Δm,ΔU)k＝eq\f(Δm,ΔU)·eq\f(Eg,L)＝10.0×eq\f(1.50×9.80,0.120)N/m≈1.23×103N/m。答案：(1)m＝eq\f(Lk,Eg)U(2)①见解析图②10.0③1.23×1038．(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R1＝2kΩ，R2＝1.5kΩ，R3＝4kΩ，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Ua≤Ub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Ua>Ub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PQ＝k(t－t0)，其中t为加热器的温度，t0为室温(本题中取20℃)，k＝0.1W/℃。①当PR＝RQ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________℃；②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()A．20～24℃B．32～36℃C．48～52℃D．60～64℃解析：(1)由题意可知Ua＝Ub时，对应恒温箱内的稳定温度，根据欧姆定律可得此时eq