2017年高考物理一轮复习第十章交变电流传感器实验十一传感器的简单使用习题

1、0实验一 传感器的简单使用囂夯实双基I自主梳理一、研究热敏电阻的特性1 实验原理闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察.2 实验器材半导体热敏电阻、多用电表、温度计、烧杯、凉水和热水.3.实验步骤(1) 按实验原理图连接好电路，将热敏电阻绝缘处理.(2) 把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的挡位测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值, 并记下温度计的示数.实脸原理图(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电 表测量的热敏电阻的阻值.(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录.4 数据处理在如图所示的坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度

2、变化的图线.035.实验结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大.6 .注意事项实验时，加热水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温.二、研究光敏电阻的光敏特性1. 实验原理闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察.2. 实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线.3. 实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图所示电路连接好，其中多 用电表置于“X100”挡.定验原理图(2) 先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据.(3) 打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电 阻阻

3、值的情况，并记录.(4) 用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录.4. 数据处理根据记录数据分析光敏电阻的特性.5. 实验结论(1) 光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小.(2) 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.6 .注意事项(1) 实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔 改变射到4光敏电阻上的光的多少来达到实验目的.(2) 欧姆表每次换挡后都要重新调零.感篇處忿达标检测I1 关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（）A.非电学量T敏感元件T转换电路T电学量T转换元件B.电学量T敏感元件T转换电

4、路T转换元件T非电学量C.非电学量T敏感元件T转换元件T转换电路T电学量D.非电学量T转换电路T转换元件T敏感元件T电学量解析：传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B D错，C对.答案：C2.（多选）（2016 威海模拟）为了保护电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的就是温度传感器，常用的温度传感器有两种：一种是用金属做的热电阻； 另一种是用半导体做的热敏电阻关于这两种温度传感器的特点，下列说法正确的是（）A.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B.金属做的热电阻随着温度的升高

5、电阻变小C.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析：金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小，故选A、D答案：AD3 .（多选）（2016 -徐州质检）如图所示，Ri、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（）5A.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：当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随 R3的减小而减小， 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， 项正确，D项错误；由路端电压减小，R 两端电压增大知

6、，R2两端电压必减小，则减小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大, 故C项正确.答案：ABC囁蠹杳盘高效一提能Ri两端电AR?中电流61.（多选）（2016 孝感模拟）如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透 明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容（耦合电容），四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置由以上

7、信息可知（）触摸屏边的电极令A.电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B.当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C.当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D.如果用带了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作解析：电容触摸屏在原理上把人体当做一个电容器元件的一个极板，把导体层当做另-个极板，故A正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，B正确，C错误；如果带了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，D错误.答案：AB2. （2016 -太原模拟）如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中

8、，当闭手腊触到屏皐*令电流由网边的电极流向触模点7合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化是 _发生这一现象的主要原因是 _ （填字母代号）.8A.小灯泡的电阻发生了变化B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C.电阻丝的电阻率随温度发生了变化D.电源的电压随温度发生了变化解析：电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据闭合电路欧姆定律答案：变暗C3.（2016 石家庄模拟）一些材料的电阻随温度的升高而变化.如图甲是由某金属材料 制成的电阻 R 随摄氏温度 t 变化的图象，若用该电阻与电池（电动势 E= 1.5V,内阻不计）、电流表（量程为 5mA内阻不计）

9、、电阻箱 R串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电 阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度， 温度计”.（1）_ 电流刻度较大处对应的温度刻度（填“较大”或“较小”）；（2）_ 若电阻箱阻值 R= 150Q,当电流为 5mA时对应的温度数值为 _C.解析：（1）由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小.ER+ r可知, 电流减小，小灯泡的实际功率减小，所以变暗.就得到了一个简单的“金属电阻图乙9（2）电流为 5mA时，电路总电阻为 300Q，电阻箱阻值 R= 150Q，则 R= 150Q,由题图甲得对应的温度为50C.答案：较小（

10、2）504. （2016 -临沂模拟）一台臭氧发生器 P 的电阻为 10kQ,当供电电压等于 24V时能 正常工作，否则不产生臭氧.现要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 R 对它进行控制， R 的阻值在有光照 时为 100Q，黑暗时为 1 000Q,允许通过的最大电流为3mA电源 E 的电压为 36 V,内阻不计；另有一个滑动变阻器R2,阻值为 0100Q,允许通过的最大电流为 0.4 A; 个开关S和导线若干臭氧发生器 P 和光敏电阻 R 的符号如图所示.宀 /cn设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其

11、中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母 A、B（电路图画在虚线框内）.错误！解析：为了能控制臭氧发生器，应该用滑动变阻器的分压式接法， 有光照时 P 能正常工 作，无光照时 P 不工作电路图如图所示.I-,F- 11-5E答案：见解析图55（2016 -昆明模拟）如图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）的 I U 关系曲线图.10为了通过测量得到如图所示 I U 关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选择的,1二 二tpJIJfL3fh:JJJif2f11*u*I/mA504030201035是图由热敏电阻的 I U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V;电阻 R

12、2的阻值为;简要说明理由变阻器的阻值为（电源电动势为 9V内阻不计，滑动图甲在如图所示电路中， 电源电压恒为 9 V,R=250Q.11解析：（1）应选择图甲，因为图甲电路电压可从0V调到所需电压，电压调节范围大.（2）由题图知F2与热敏电阻串联后与 R 并联接在 9V电源上，总电流 I = 70mAR = 250 Q .设通过热敏电阻的电流为|2,通过 R1的电流为 Il，贝UI = Il+ |2，故|2= I Il=70 250 x10mA=34mA由图象查得 34mA对应的电压为 5.0V,R两端电压 U2= 9V4.0V5.0V= 4.0V,所以 R2=“-3八117.6 Q .34X

13、10A雄热敏电阳12答案：（1）甲 因为甲电路 电压可从 0V调到所需电压，电压调节范围大（2）5.0117.66.（2016 -黄冈模拟）如图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，OV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 _ .已知 E= 1.50V, L = 12.0

14、cmg = 9.80m si测量结果如下表:m(kg)1.001.503.004.506.007.50U(V)0.1080.1540.2900.4460.6080.740在下图中给出的坐标纸上利用表中数据描出m- U 直线.m- U 直线的斜率为木板弹簧弹簧的劲度系数 k=Nm结果均保留三位有效数字）.kg/V；13*=? =10.0 x圧0；：80N/m=1.23x103N/mLk(1)m = U (2)见解析图Eg高频考点女练（十）I解析：（1）设放置质量为 m 的物体时弹簧压缩量为x,则有mg= kx,x又U=LE.（2） 用描点法作图，作出的图象如图所示.选取(0 , 0)、(0.90

15、m 90ZU=00kg/v=10.0kg/V.因 m= EU故 Eg= EgEgmU10.01.23x103答案:14交变电流及变压器问题分析高频考点一交变电流的产生及描建本考点主要涉及交变电流的产生原理、图象和交变电流的“四值”问题， 是高考命题的重点、热点，几乎每年都考，题型以选择题为主.1. （2016 -沈阳模拟）如图所示，实验室一台手摇交流发电机， 内阻 r = 1.0Q,外接 R =9.0Q的电阻.闭合开关 S,当发电机转子以某一转速匀速转动时， 产生的电动势 e = 10 2sin10nt （V），则（）A. 该交变电流的频率为 10HzB. 该电动势的有效值为 10 2VC.

16、外接电阻 R 所消耗的电功率为 10WD. 电路中理想交流电流表A的示数为 1.0A解析：由交变电流电动势的表达式e = 10 2sin10nt （V） = Emsinwt 可知，该交变AQ匚电流的频率为 f =Hz= 5Hz, A选项错误；该交变电流电动势的有效值E=2n2n210 2E10V= 10V,B选项错误；电流的有效值 I = 硏 =90+10A= 1.0A外接电阻 R 所2 2消耗的电功率 PR=I R= 1.0X9.09.0W,故C选项错误，D选项正确.答案：D2.（多选） （2015 -海南卷）如图所示，一理想变压器原、畐 U 线圈匝数比为4： 1，原线圈与一可变电阻串联后，

17、接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为 甩，负载电15阻的阻值 R= 11R）, V 是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R= 5R）,保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为 5.0 V,则（ ）A.此时原线圈两端电压的最大值约为34VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48V解析：当负载电阻的阻值减小为R=5R0时，根据串并联电路规律，R 两端电压为R两端1电压的 5 倍，因为电压表测量 R 两端的电压，所以 UR=X5= 1 V,故副线圈两端电压为5U2= 6V,根据公式 U =也可得此时原线圈两端

18、电压的有效值为Ui= 24V,所以此时原线圈两U2农端电压的最大值约为 24 2V 34 V,A正确，B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线 圈中变化前后电流也不变，则变化后电压U= IRo+ 5IRo= 6IR0,变化前，U2= IRo+ IIIRo= 12IRo,所以 U2= 2U2= 12 V,根据公式 U =可得原线圈两端原来的电U2压压有效值为 48V,D正确，C错误.答案：AD3 .（多选）（2016 -荆州模拟）如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电.第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示.若图甲、乙

19、中的 U、T 所表示的电压、周期是相等的，则以下说法正确的是（）旳016JJ2U0u11*iIA Ai111114lwoLA LAZliT T 3T2T tL/T- T 37 2T t142 VT1- 14tii1|r_dfasiJ图甲图乙A.第一次灯泡两端的电压的有效值是 #U）3B.第二次灯泡两端的电压的有效值是？U0C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是 2：9D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是 1：5知，Pi:P2=1: 5,C项错，D项正确.答案：AD4. （2016 -日照模拟）电阻为 1Q的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图

20、所示，现把交变电流加在电阻为9Q的电热丝上，下列判断正确的是（）A.线圈转动的角速度为 100rad/s1B.在 00.005s时间内，通过电阻的电 荷量为C5nC.电热丝两端的电压为 180VD.电热丝的发热功率为 900W2n解析：由题图可知 T= 0.02s,3=T=100nrad/s,A错误；在 00.005s内，由解析：第一次所加正弦交流电压的有效值为U=才曰，A项正确；设第二次所加交流电压的有效值为 U2,则根据有效值的定义有B项错；根据电功率的定义式 P= U 可U2T=（U）2+U T 解得匕=远“R1R 2 十 R 2，解得U22U0,17=902V C错误；电热丝的发热功率

21、P= I2R=UR=（9Q92）W1800w D错误.答案：B高频老点二理想变压器的综合分析考题常结合交流电的产生及描述，变压器的动态分析与电路的结合，实现专题内知识的小综合，题目以选择题为主学习时应在深入理解变压器的变压原理的基础上来把握电压、电流和匝数之间的关系，切忌生搬硬套.5. （2015 宿州质检）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10： 1, b 是原线圈 的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻 R、定值电阻 RQ以外的 其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈 c、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 U1= 220 2sin100nt （V）.下列说法

22、中正确的是（）1At =s时刻，c、d 两点间的电压瞬时值为 110V600B.当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 22, 2VC. 单刀双掷开关与 a 连接，在滑动变阻器滑片 P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，电压表和电流表的示数均变大解析：由 c、d 两点间的电压瞬时值表达式U1= 222sin100nt（V,当 t = 佥s时,U1= 220 2sinV= 1102V,选项A错误；由U=得 U2= 220XV= 22V,选项6U2n2n11018B错误；单刀双掷开关与a 连接，滑片 P 向上移动时，电压表示数不变，选项C错误；单刀双掷开关由 a 扳高 b, ni减小，n2不变，由知U2增大，电流表示数增大，电压表示 ni数