物理大一輪復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練第章實(shí)驗(yàn)傳感器的簡(jiǎn)單使用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精高效演練跟蹤檢測(cè)1．溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的．如圖甲所示,電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9。0V,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，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2mA；電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是________℃。解析：E＝I(R＋Rg）代入I1＝2mA得Rg＝0.5kΩ代入I2＝3.6mA得R＝2kΩ讀圖可得溫度為120℃.答案：1202．傳感器是把非電學(xué)量（如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件,在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用．有一種測(cè)量人的體重的電子秤,其測(cè)量部分的原理圖如圖中的虛線(xiàn)框所示，它主要由壓力傳感器R（電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表○A（實(shí)質(zhì)是理想電流表）組成．壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示．設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V,取g＝10m/s2.請(qǐng)作答：壓力F/N0250500750100012501500…電壓R/Ω300270240210180150120…(1）該秤零點(diǎn)（即踏板空載時(shí))的刻度線(xiàn)應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤(pán)________A處．(2）如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤(pán)的示數(shù)為20mA,這個(gè)人的質(zhì)量是________kg.解析：（1)由題表格知，踏板空載時(shí)，壓力傳感器的電阻R＝300Ω，此時(shí)○A中電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f（4.8，300)A＝1.6×10－2A。（2)當(dāng)電流I′＝20mA＝2×10－2A時(shí)，壓力傳感器的電阻R′＝eq\f（U,I′)＝eq\f（4.8，2×10－2）Ω＝240Ω,由表格可知，這個(gè)人受到的重力為500N，此人質(zhì)量為50kg.答案:(1）1.6×10－2（2)503．利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高．(1)如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電路,其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低,電路中電流將變________（選填“大”或“小”）．（2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度,就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤(pán)正中的溫度為20℃（如圖甲所示)，則25℃的刻度應(yīng)在20℃的刻度的________(選填“左”或“右”）側(cè)．（3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度變化，請(qǐng)用圖乙中的器材（可增加元器件)設(shè)計(jì)一個(gè)電路．解析：(1)因?yàn)樨?fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時(shí)，電阻增大，故電路中電流會(huì)減小．（2)由（1）的分析知，溫度越高，電流越大，25℃的刻度應(yīng)對(duì)應(yīng)較大電流，故在20℃的刻度的右側(cè)．（3）電路如圖所示．答案:(1)小(2）右(3)見(jiàn)解析圖4．如圖所示,圖甲為熱敏電阻的R－t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100Ω。當(dāng)線(xiàn)圈的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線(xiàn)圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0V,內(nèi)阻不計(jì)．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．（1）應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B”或“C、D”端)．（2）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃,可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi)_______Ω.解析：(1）恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端.當(dāng)線(xiàn)圈中的電流較小時(shí)，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài),恒溫箱內(nèi)溫度升高．隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線(xiàn)圈中的電流變大,當(dāng)線(xiàn)圈的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸到下方來(lái)，則恒溫箱加熱器與電源斷開(kāi)，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低．隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低,熱敏電阻R的阻值變大，則線(xiàn)圈中的電流變小，當(dāng)線(xiàn)圈的電流小于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵又被釋放到上方,則恒溫箱加熱器又開(kāi)始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度．(2)要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃，即50℃時(shí)線(xiàn)圈內(nèi)的電流為20mA。由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E，r＋R＋R′），r為繼電器的電阻．由題圖可知，50℃時(shí)熱敏電阻的阻值為90Ω，所以R′＝eq\f（E,I)－（r＋R)＝260Ω.答案：（1)A、B端(2）2605．如圖甲為利用光敏電阻檢測(cè)傳送帶上物品分布，從而了解生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行是否正常的儀器．其中A是發(fā)光儀器，B是一端留有小孔用絕緣材料封裝的光敏電阻．當(dāng)傳送帶上沒(méi)有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻阻值R1＝50Ω,當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻阻值R2＝150Ω.定值電阻R3＝45Ω。C為平行板電容器,虛線(xiàn)與兩極板距離相等，極板長(zhǎng)L1＝8.0×10－2m,兩極板的間距d＝1.0×10－2m．D為屏，與極板垂直，D到極板的距離L2＝0.16m,屏上貼有用特殊材料做成的記錄紙,當(dāng)電子打在記錄紙上時(shí)會(huì)留下黑點(diǎn),工作時(shí)屏沿圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)．有一細(xì)電子束沿圖中虛線(xiàn)以速度v0＝8。0×106m/s連續(xù)不斷地射入電容C，虛線(xiàn)與屏交點(diǎn)為O。圖乙為一段記錄紙．已知電子電荷量e＝1.6×10－19C,電子質(zhì)量m＝9×10－31解析：當(dāng)沒(méi)有物品擋光時(shí)，設(shè)電容器兩端電壓為U1，此時(shí)電子在屏上的偏轉(zhuǎn)Y1＝0.02m.電子在平行板間運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度a＝eq\f（eU1,md）,L1＝v0t1側(cè)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）)電子射出平行板后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),vy＝at1，tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f（eU1L1,mdv\o\al(2,0）)所以Y1＝y(tǒng)1＋L2tanθ解得U1＝4.5V同理可得，當(dāng)有物品擋光時(shí)，電容器兩端電壓U2＝2.25V在閉合電路中,U1＝eq\f(E,R1＋R3＋r)R3U2＝eq\f(E,R2＋R3＋r)R3解得E＝10V,r＝5Ω.答案：10V5Ω6．如圖為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感）的I－U關(guān)系曲線(xiàn)圖．(1)為了通過(guò)測(cè)量得到如圖所示I－U關(guān)系的完整曲線(xiàn)，在圖甲和乙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________;簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:____________________。(電源電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的阻值為0～100Ω）（2）在如圖所示電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻R1＝250Ω.由熱敏電阻的I－U關(guān)系曲線(xiàn)可知，熱敏電阻兩端的電壓為_(kāi)_______V；電阻R2的阻值為_(kāi)_______Ω。解析：(1）應(yīng)選擇圖甲，因?yàn)閳D甲電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大．(2)由題圖知R2與熱敏電阻串聯(lián)后與R1并聯(lián)接在9V電源上，總電流I＝70mA,R1＝250Ω.設(shè)通過(guò)熱敏電阻的電流為I2，通過(guò)R1的電流為I1，則I＝I1＋I(xiàn)2,故I2＝I－I1＝eq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\a