2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練 實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡單使用 滬科版

1、2013屆高考物理一輪復(fù)習(xí)知能演練 實(shí)驗(yàn)十一 傳感器的簡單使用 滬科版1. (2012寶雞市高三質(zhì)檢)傳感器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的元件, 已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸以及家庭生活等各種領(lǐng)域, 下圖10313所示為幾種電容式傳感器, 其中通過電容器兩極間正對面積而引起電容變化的是()圖10313解析: 選AC.本題考查對引起電容器電容變化因素的理解. 由題圖知, 選項(xiàng)A、C是通過改變極板間正對面積而引起電容變化的, 而選項(xiàng)B是通過插入電介質(zhì)改變介電常數(shù)而改變電容大小, 選項(xiàng)D是通過改變極板間距來改變電容大小的, 故本題選A、C.2. (2012陜西渭南市高三質(zhì)檢)在光控電路中, 通

2、過光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度的變化可實(shí)現(xiàn)對電路相關(guān)物理量的調(diào)節(jié). 如圖10314所示, R1為定值電阻, R2為半導(dǎo)體光敏電阻, C為電容器, 當(dāng)R2上光照強(qiáng)度減弱時(shí)() 圖10314A. 電壓表的讀數(shù)減小B. 電容器C的帶電量增大C. 電容器C兩板間的電場強(qiáng)度減小D. R1消耗的功率增大解析: 選 B.本題考查含容電路的動(dòng)態(tài)變化分析. 由題意, 當(dāng)R2上光照強(qiáng)度減弱時(shí), 電阻R2的阻值變大, 電路總電流減小, 由閉合電路歐姆定律知, 電壓表示數(shù)UEIr增大, A錯(cuò); R2兩端的電壓即電容器C兩端的電壓U2EI(rR1)增大, 由QU2C知, 電容器C的帶電量增大, 由E知, 電容器C兩板間的電場

3、強(qiáng)度增大, B正確C錯(cuò)誤; 由P1I2R1知, R1消耗的功率減小, D錯(cuò). 3. (2012江西南昌一模)溫度傳感器廣泛應(yīng)用于空調(diào)、電冰箱等家用電器中, 它是利用熱敏電阻的阻值隨著溫度變化的特性來工作的. 如圖10315甲所示, 電源的電動(dòng)勢E9.0 V, 內(nèi)阻不計(jì); G為靈敏電流計(jì), 內(nèi)阻Rg保持不變; R為熱敏電阻, 其電阻阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示. 閉合開關(guān)S, 當(dāng)R的溫度等于20 時(shí), 電流表示數(shù)I12 mA; 當(dāng)電流表的示數(shù)I23.6 mA時(shí), 熱敏電阻的溫度是()圖10315A. 60 B. 80 C. 100 D. 120 解析: 選 D.由圖像知, 當(dāng)t120 , 熱敏

4、電阻的阻值R14 k, 根據(jù)閉合電路歐姆定律I1, 可解得Rg0.5 k, 又I2, 可解得R22 k, 結(jié)合圖像可得t2120 , 故D項(xiàng)正確. 4.(2012西安五校聯(lián)考)酒精測試儀用于機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測. 它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器, 酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化, 在如圖10316所示的電路中, 不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻. 這樣, 電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系. 如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比, 那么, 電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的

5、是() 圖10316A. U越大, 表示c越大, c與U成正比B. U越大, 表示c越大, 但是c與U不成正比C. U越大, 表示c越小, c與U成反比D. U越大, 表示c越小, 但是c與U不成反比解析: 選 B.由電路圖和閉合電路歐姆定律知, EIR總(R0Rrr), 將此式變形得(R0Rr)r, 又傳感器電阻r的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比, 則有kc, 聯(lián)立二式得(R0Rr), 可見U越大, 表示c越大, 但是c與U不成正比, 故B正確. 5. 電子體重秤的原理圖如圖10317中的虛線框中部分所示, 它主要由三部分構(gòu)成: 踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示

6、體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表). 設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì), 已知理想電流表的量程為3 A, 電源電動(dòng)勢為12 V, 內(nèi)阻為2 , 電阻R隨踏板變化的函數(shù)為R300.02F(F和R的單位分別是N和). 下列說法正確的是() 圖10317A. 該秤能測量的最大體重是1400 NB. 該秤能測量的最大體重是1300 NC. 該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375 A處D. 該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤0.400 A處解析: 選AC.由電路特點(diǎn)可知, 閉合回路中的最小電阻為Rmin4 , 則有Rr4 , 故300.02F2 , 得最大體重為F14

7、00 N, 則A正確B錯(cuò)誤; 同理可得空載時(shí)電流值為I0 A, 故C正確D錯(cuò)誤. 6. (2012吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三檢測)圖10318甲為某一熱敏電阻的IU關(guān)系曲線圖. 圖10318(1)為了通過測量得到圖甲所示IU關(guān)系的完整曲線, 在圖乙和圖丙兩個(gè)電路中各應(yīng)選擇的是圖_, 簡要說明理由: _.電源電動(dòng)勢為9 V, 內(nèi)阻不計(jì), 滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為0100 ). (2)在圖丁電路中, 電源電壓恒為9 V, 電流表讀數(shù)為70 mA, 定值電阻R1250 .由熱敏電阻的IU關(guān)系曲線可知, 熱敏電阻兩端的電壓為_V; 電阻R2的阻值為_.解析: 本題考查實(shí)驗(yàn)“探究熱敏電阻的IU關(guān)系曲線”. (

8、1)探究IU關(guān)系曲線圖時(shí), 需要測量一組包含電流、電壓均為0的測量值, 而且可測多組數(shù)據(jù), 因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法較好, 選圖乙. (2)由電路圖知, I1 A36 mA, 所以流過R2即流過熱敏電阻的電流I2IAI134 mA, 由IU關(guān)系曲線圖知, 熱敏電阻兩端的電壓為5.2 V, 因此R2 111.8 .答案: (1)乙讀數(shù)從零開始, 可測多組數(shù)據(jù)(2)5.2 V111.8 7. (2012西安高三一模)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件, 廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器的溫度傳感器, 是利用熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性工作的. 現(xiàn)在用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下

9、的伏安特性曲線, 要求特性曲線盡可能完整. 已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約4050 .熱敏電阻和溫度計(jì)插入燒杯中, 燒杯內(nèi)有一定量的冷水, 其他備用的儀表和器具有: 盛有熱水的熱水杯、直流電源(電動(dòng)勢15 V, 內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(對應(yīng)不同的量程內(nèi)阻約為0.2 或1 )、直流電壓表(對應(yīng)不同的量程內(nèi)阻約為5 k或15 k)、滑動(dòng)變阻器(010 )、開關(guān)、導(dǎo)線若干. (1)在圖10319甲的方框中用給定的器材畫出完整的實(shí)驗(yàn)電路圖, 要求測量誤差盡可能小. (2)根據(jù)電路圖, 用筆畫線作為導(dǎo)線在實(shí)物圖乙上正確連線. 圖10319解析: 由于電源電壓為15 V, 故電壓表量程選015 V, 又

10、電路中的最大電流小于0.6 A, 因此電流表量程選00.6 A; 由于熱敏電阻的阻值小, 為減小實(shí)驗(yàn)誤差, 電流表采用外接法, 為保證伏安特性曲線盡可能完整, 滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法, 電路如圖甲所示, 實(shí)物連線圖如圖乙所示. 答案: 見解析8. (創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究)16屆廣州亞運(yùn)會(huì)帆船賽場采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電, 為路燈提供電能. 用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān), 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制. 光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化, 作為簡化模型, 可以近似認(rèn)為: 照射光較強(qiáng)(如白天)時(shí)電阻幾乎為0, 照射光線較弱(如黑天)時(shí)電阻接近于無窮大. 利用光敏電阻作為傳感器, 借助電磁開關(guān), 可以實(shí)現(xiàn)路燈

11、自動(dòng)在白天關(guān)閉, 黑天打開. 電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10320所示.1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈, 3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接. 當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于50 mA時(shí), 電磁鐵吸合鐵片, 彈簧片和觸點(diǎn)分離, 3、4斷開; 電流小于50 mA時(shí), 3、4接通. 勵(lì)磁線圈中允許通過的最大電流為100 mA.圖10320(1)利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路, 畫出電路原理圖. 光敏電阻R1, 符號(hào); 燈泡L, 額定功率40 W, 額定電壓36 V, 符號(hào); 保護(hù)電阻R2, 符號(hào); 電磁開關(guān), 符號(hào); 蓄電池E, 電壓36 V, 內(nèi)阻很小; 開關(guān)S; 導(dǎo)線若干. (2)回答下列問題: 如

12、果勵(lì)磁線圈的電阻為200 , 勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為_V, 保護(hù)電阻R2的阻值范圍為_.在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場合, 為了安全, 往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí), 接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油? 為此, 電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明. 答: _.任意舉出一個(gè)其他的電磁鐵應(yīng)用的例子. 答: _.解析: (1)要使光敏電阻能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行控制, 且有光照時(shí)路燈熄滅, 光敏電阻應(yīng)與1、2串聯(lián), 路燈與3、4串聯(lián); 則電路圖如圖所示. (2)由UIR得勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為UImR0.1200 V20 V; 依據(jù)允許通過勵(lì)磁線圈的電流可得最大值: R2max520 , 最小