物理大一轮复习课时规范训练第章实验传感器的简单使用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精高效演练跟踪检测1．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的．如图甲所示,电源的电动势E＝9。0V,内阻不计;G为灵敏电流计,内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是________℃。解析：E＝I(R＋Rg）代入I1＝2mA得Rg＝0.5kΩ代入I2＝3.6mA得R＝2kΩ读图可得温度为120℃.答案：1202．传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表○A（实质是理想电流表）组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V,取g＝10m/s2.请作答：压力F/N0250500750100012501500…电压R/Ω300270240210180150120…(1）该秤零点（即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A处．(2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA,这个人的质量是________kg.解析：（1)由题表格知，踏板空载时，压力传感器的电阻R＝300Ω，此时○A中电流I＝eq\f(U,R)＝eq\f（4.8，300)A＝1.6×10－2A。（2)当电流I′＝20mA＝2×10－2A时，压力传感器的电阻R′＝eq\f（U,I′)＝eq\f（4.8，2×10－2）Ω＝240Ω,由表格可知，这个人受到的重力为500N，此人质量为50kg.答案:(1）1.6×10－2（2)503．利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变________（选填“大”或“小”）．（2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20℃（如图甲所示)，则25℃的刻度应在20℃的刻度的________(选填“左”或“右”）侧．（3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材（可增加元器件)设计一个电路．解析：(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大，故电路中电流会减小．（2)由（1）的分析知，温度越高，电流越大，25℃的刻度应对应较大电流，故在20℃的刻度的右侧．（3）电路如图所示．答案:(1)小(2）右(3)见解析图4．如图所示,图甲为热敏电阻的R－t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0V,内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．（1）应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B”或“C、D”端)．（2）如果要使恒温箱内的温度保持在50℃,可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.解析：(1）恒温箱内的加热器应接在A、B端.当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态,恒温箱内温度升高．随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大,当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低,热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20mA时，继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．(2)要使恒温箱内的温度保持在50℃，即50℃时线圈内的电流为20mA。由闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E，r＋R＋R′），r为继电器的电阻．由题图可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω，所以R′＝eq\f（E,I)－（r＋R)＝260Ω.答案：（1)A、B端(2）2605．如图甲为利用光敏电阻检测传送带上物品分布，从而了解生产线运行是否正常的仪器．其中A是发光仪器，B是一端留有小孔用绝缘材料封装的光敏电阻．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值R1＝50Ω,当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值R2＝150Ω.定值电阻R3＝45Ω。C为平行板电容器,虚线与两极板距离相等，极板长L1＝8.0×10－2m,两极板的间距d＝1.0×10－2m．D为屏，与极板垂直，D到极板的距离L2＝0.16m,屏上贴有用特殊材料做成的记录纸,当电子打在记录纸上时会留下黑点,工作时屏沿图示方向匀速运动．有一细电子束沿图中虚线以速度v0＝8。0×106m/s连续不断地射入电容C，虚线与屏交点为O。图乙为一段记录纸．已知电子电荷量e＝1.6×10－19C,电子质量m＝9×10－31解析：当没有物品挡光时，设电容器两端电压为U1，此时电子在屏上的偏转Y1＝0.02m.电子在平行板间运动时，加速度a＝eq\f（eU1,md）,L1＝v0t1侧移量y1＝eq\f（1，2)ateq\o\al(2，1）解得y1＝eq\f(eU1L\o\al（2，1），2mdv\o\al（2,0）)电子射出平行板后做匀速直线运动,vy＝at1，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f（eU1L1,mdv\o\al(2,0）)所以Y1＝y1＋L2tanθ解得U1＝4.5V同理可得，当有物品挡光时，电容器两端电压U2＝2.25V在闭合电路中,U1＝eq\f(E,R1＋R3＋r)R3U2＝eq\f(E,R2＋R3＋r)R3解得E＝10V,r＝5Ω.答案：10V5Ω6．如图为某一热敏电阻(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．(1)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是图________;简要说明理由:____________________。(电源电动势为9V，内阻不计,滑动变阻器的阻值为0～100Ω）（2）在如图所示电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω.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R2的阻值为________Ω。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R2与热敏电阻串联后与R1并联接在9V电源上，总电流I＝70mA,R1＝250Ω.设通过热敏电阻的电流为I2，通过R1的电流为I1，则I＝I1＋I2,故I2＝I－I1＝eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\a