2021-2022物理教科版3-2課時素養(yǎng)評價 第三章 2 溫度傳感器和光傳感器

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE6-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學必求其心得，業(yè)必貴于專精十二溫度傳感器和光傳感器(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共3小題,每小題5分，共15分)1.金屬鉑的電阻值對溫度的高低非?！懊舾小?如圖的四個圖像中可能表示金屬鉑電阻的U—I圖像是 （)【解析】選B。金屬鉑導體的電阻對溫度的變化很敏感，電阻隨溫度的升高而增大,在一定溫度下其U-I圖線是非線性的,且圖線的斜率越來越大，B正確、A、C、D錯誤。故選B。2。(2020·青島高二檢測)如圖甲所示為由某材料制成的電阻R的阻值隨溫度t變化的圖像,若用該電阻與電池（電動勢E=1.5V，內(nèi)阻不計）、電流表(量程為50mA，內(nèi)阻不計)、電阻箱串聯(lián)起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫探頭。將電阻箱的阻值調(diào)為R′=15Ω,把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“電阻溫度計"。下列說法錯誤的是 (）A.溫度升高,電路中的電流減小B.電流表刻度較大處對應的溫度刻度較小C.電流表的示數(shù)為50mA時，電阻R的阻值為30ΩD.電流表的示數(shù)為50mA時,對應的溫度為5【解析】選C。由題圖甲可知,溫度升高，電阻R的阻值增大,電路中電流減小，因此電流表刻度較大處對應的溫度刻度較小,A、B項正確，不符合題意;電流表的示數(shù)為50mA時，電路總電阻為30Ω,電阻箱的阻值R′=15Ω,則R=15Ω，由圖甲可得對應的溫度為5℃,C項錯誤,符合題意,D項正確,不符合題意；故選3。如圖所示,甲為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R1=20kΩ、R2=10kΩ、R3=40kΩ，RT為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示，當a、b兩點間的電壓Uab≤0時,電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高;當a、b兩點間的電壓Uab〉0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S斷開，停止加熱，A.10℃B.20℃【解析】選C.通過審題可知Uab=0是電壓的臨界點，對應著開關(guān)S的動作，而開關(guān)的動作對應著溫度的上升或下降。由電路分析可知,在R1、R2、R3給定的條件下，熱敏電阻RT的阻值決定了Uab的正負。設電源負極的電勢為零，則a點電勢φa=QUOTEU,b點電勢φb=QUOTEU,其中U為路端電壓，令φa=φb,即Uab=0，則可得QUOTE=QUOTE，代入數(shù)據(jù)解得RT=20kΩ，由圖乙得對應的溫度為30℃，故選項C正確,A、B、D錯誤；故選C。二、非選擇題(15分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位）4。廣泛應用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中的溫度傳感器，是利用熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性工作的.在圖甲中，電源的電動勢E=9.0V,內(nèi)電阻不可忽略；G為內(nèi)阻不計的靈敏電流表;R0為保護電阻;R為熱敏電阻，其電阻值與溫度變化關(guān)系如圖乙的R—t圖像所示.則熱敏電阻R與攝氏溫度t的關(guān)系為R=Ω;閉合開關(guān)S，當R的溫度等于40℃時，電流表示數(shù)I1=2。25mA，則當電流表的示數(shù)I2=3.6mA時,熱敏電阻R的溫度是℃【解析】從圖線上取兩個點，運用數(shù)學函數(shù)的知識得到電阻隨溫度變化的關(guān)系式;先根據(jù)閉合電路歐姆定律得到熱敏電阻的電阻值,然后代入電阻值與溫度的函數(shù)表達式得到對應的溫度。設熱敏電阻的電阻值與溫度關(guān)系表達式為:R=kt+R0當t=40℃時，R=3。5kΩ，代入得，3.5=40k+R0 當t=120℃時，R=2kΩ，代入得,2=120k+R0 由①②解得,k=—QUOTE,R0=4.25故熱敏電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系式為R=4。25-QUOTEt(kΩ）=-18.75t+4250（Ω）R的溫度等于40℃時,R=3。5kΩ,電流表示數(shù)I1I1=QUOTE，代入數(shù)據(jù)，解得,r+R0=0.5kΩ當電流表的示數(shù)I2=3。6mA時，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I2=QUOTE解得R′=2.0kΩ,代入熱敏電阻R隨攝氏溫度t變化的關(guān)系式:R=4。25-QUOTEt(kΩ)得到溫度值為t=120℃答案:-18。75t+4250120（10分鐘·20分）5.（6分)(多選）如圖所示Rt為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻,R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,為理想電壓表,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,可能的原因是 （）A.熱敏電阻溫度升高,其他條件不變B.熱敏電阻溫度降低,其他條件不變C.光照增強,其他條件不變D.光照減弱，其他條件不變【解析】選B、D。電壓表示數(shù)變大,而R3為定值電阻,說明流經(jīng)R3的電流增大，由電路結(jié)構(gòu)可知，這可能是由于Rt減小或R1增大,由熱敏電阻和光敏電阻特性知,可能是由于溫度降低或光照減弱,故B、D正確,A、C錯誤。6.(14分）一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度T變化的關(guān)系如圖中實線①所示,由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣服厚度、干濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同,因而熨斗的溫度可能會在較大范圍內(nèi)波動,易損壞衣物。用一種主要成分為BaTiO3被稱為“PTC"的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗,具有升溫快、能自動控制溫度的特點,“PTC”材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實線②所示，根據(jù)圖線分析:（1)為什么處于冷態(tài)的“PTC”熨斗剛通電時比普通電熨斗升溫快?（2)通電一段時間后電熨斗溫度T自動穩(wěn)定在范圍之內(nèi)。

【解析】“PTC”熨斗在T6溫度以下范圍時,電阻較小,發(fā)熱功率較大;在T7溫度以上時，電阻較大,發(fā)熱功率較小;而散熱快慢取決于材料和溫差，故溫度會在一定范圍內(nèi)浮動;（1)原處于冷態(tài)的“PTC"熨斗剛通電時比普通電熨斗升溫快是由于冷態(tài)時“PTC”電阻很小,根據(jù)公式P=QUOTE，電功率很大,故升溫快;(2)在T6溫度以下范圍時，電阻較小,發(fā)熱功率較大，由于溫度較低，與環(huán)境溫差小，故升溫快；在T7溫度以上時,電