与传感器有关的计算导学案

与传感器有关的计算----导学案班级：____________姓名：____________学号：__________熟记电路特性的规律：串联并联电流电压电阻电功率电功热量例题：为防止酒驾事故的出现，酒精测试仪被广泛应用．有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪，当接触到的酒精气体浓度增加时，其电阻值降低，如图甲所示．当酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60Ω．在图乙所示的工作电路中，电源电压恒为18V，定值电阻R2=30Ω．求：（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压表的示数是多少？（2）当酒精气体浓度为mL时，此时电流表的示数是多少？电阻R1的功率是多少？（3）酒驾标准是mL≤酒精气体浓度≤mL，当电流表的示数为时，试通过计算判断被检测者是否酒驾？（4）若将电流表改装为酒精测试仪，电流表量程为0~，能测量的最大酒精气体浓度是多少？实战演练：如图甲所示，实验小组的同学设计了一种测量温度的电路．已知电源电压为6V且保持不变，R0是定值电阻，Rt是热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示．电流表采用“0～”的量程．（1）当环境温度是40℃时，电流表的示数为，求此时Rt消耗的电功率及R0的电阻值；（2）该电路能测量的最高温度是多少．2.如图甲所示，在2022年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试．在测试时将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关s，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损．从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示．电源的电压=24V，定值电阻R0=10Ω．求：（1）在重物下落的过程中（还没撞击样品），压力传感器的电阻是多少？（2）若此时电流为，此时重物对样品的压力是多少？（2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？创新中考（2022•深圳）如图甲是某电子秤的原理示意图，R1为500Ω的定值电阻，托盘下方的电阻R2为压敏电阻，其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示．已知电源电压为6V保持不变，例如：（1）当托盘为空时，R2电阻为________；能力拓展如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻RO=10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。（1）计算说明该空调的启动温度是多少？（2）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？温度t/℃0510152025303540电阻R/Ω600550500450420390360330300参考答案一、计算题1、（1）（2）10Ω（3）【解析】【详解】解：（1）由题，闭合开关S，第一次将变阻器的滑片移到最左端，滑动变阻器连入电路的阻值为零，电阻R0与灯泡L并联，灯泡正常发光，则灯泡L的额定电压UL=U=6V，由图乙可知，灯泡正常发光的电流IL=；（2）闭合开关S，第一次将变阻器的滑片移到最左端，电阻R0与灯泡L并联，电流表测并联电路干路电流，根据并联电路电流规律，此时通过电阻R0的电流I0=I1-IL=，由欧姆定律可得，R0的阻值；（3）第二次将变阻器的滑片移至某处时，灯泡L与滑动变阻器串联后，再与电阻R0并联，电流表测干路电流I2=，根据并联电路各支路互不影响，通过R0的电流不变，所以此时通过灯泡的电流，由图乙可知，此时灯泡两端电压，故第二次灯泡消耗的电功率；答：（1）灯泡正常发光的电流IL为；（2）R0的阻值为10Ω；（3）第二次灯泡消耗的电功率为；2、3、解：（1）当S、S1闭合，S2断开时，此电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得，电源电压：U=IR1=×30Ω=6V；（2）当S、S2闭合，S1断开，且滑片P在b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，根据欧姆定律可得，电路总电阻：R===60Ω，灯泡的阻值：R灯=R﹣R2=60Ω﹣50Ω=10Ω；（3）当S、S2闭合，S1断开，且滑片P在b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路总电阻最大，电路消耗总功率最小，P小=UI′=6V×=；当3个开关都闭合，且滑片在a端时，灯泡与R1并联，电路中的总电阻最小，电路消耗的总功率最大，此时电路的总电流：I总=I1+I灯=+=+=，则电路消耗的最大总功率：P大=UI大=6V×=；所以电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比：==．答：（1）电源电压U6V；（2）灯泡的阻值10Ω；（3）电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比8：1．5、（1）；（2）9V；（3）32Ω；（4）。【解析】解：（1）灯泡的额定电流I＝＝；（2）当断开S2，闭合S、S1时，R0和灯泡串联，灯泡正常发光，所以电路中的电流是,则R0两端的电压U1＝IR0＝×10Ω＝5V，电源电压U＝U额+U1＝4V+5V＝9V；（3）闭合S、S2，R和灯泡串联，滑动变阻器两端的电压最大时，其阻值最大，所以U2应比U1大1V，即U2＝U1+1V＝6V，灯泡两端的电压UL＝U﹣U2＝9V﹣6V＝3V灯泡的电阻RL＝＝8Ω，根据串联分压特点可得，，，解得：R滑＝16Ω，因为滑片置于中点，所以R滑大＝2R滑＝2×16Ω＝32Ω；（4）S1断开S、S2闭合，片P置于最大电阻位置时，R和灯泡串联，此时电阻最大，功率最小，P小＝＝。点睛：（1）根据P＝UI求出灯泡的额定电流；（2）当断开S2，闭合S、S1时，R0和灯泡串联，电压表测量R0两端的电压，此时灯泡正常发光，求出两端的电压，再求出电源电压；（3）闭合S、S2，R和灯泡串联，电压表测量R0两端的电压，且