2020年高考物理總復(fù)習(xí) 10-3 實(shí)驗(yàn) 傳感器的簡(jiǎn)單使用 新人教版選修3-2

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1、2020年高考物理總復(fù)習(xí) 10-3 實(shí)驗(yàn) 傳感器的簡(jiǎn)單使用 新人教版選修3-2 1 如圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u311sin 314t(V)的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)電路圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器(該熱敏材料的電阻率隨溫度升高而減小)，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓，R3為一定值電阻當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說法中正確的是()A變壓器輸出端的交變電流的頻率為314 HzBV1的示數(shù)是311 VCA1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)減小DV1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小解析：U1220

2、V，f50 Hz不變，A、B錯(cuò)誤；因U1、U2不變，出現(xiàn)火警時(shí)R2變小，R總變小，I2變大，UR3變大，U2變小，IR1變小，I1變大，故C錯(cuò)誤、D正確答案：D2 傳感器是一種采集信息的重要器件如右圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動(dòng)電極，組成一個(gè)電容大小可變的電容器可動(dòng)電極兩端固定，當(dāng)待測(cè)壓力施加在可動(dòng)電極上時(shí)，可動(dòng)電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻線在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)，組成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí)()A電容器的電容將減小B靈敏電流表指針在正中央零刻線處C靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D靈敏電流表指

3、針向右偏轉(zhuǎn)解析：當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí)，電容器板間距離縮小，由C知，電容器的電容增大，A錯(cuò)；由于電容器與電源相連，故電壓U不變，由QCU知，電容器的電荷量將增加，即電容器需充電，故電流從電流表的正接線柱流入，指針將向右偏轉(zhuǎn)，B、C錯(cuò)誤，D正確答案：D3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)E9.0 V，內(nèi)電阻不計(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關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20 時(shí)，電流表示數(shù)I12 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I23.6 mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是_.解析：從圖乙查

4、得t20 時(shí)，R的阻值為4 k由EI1(RRg)得：RgR k4 k0.5 k當(dāng)I23.6 mA時(shí)，設(shè)熱敏電阻的阻值為R，則RRg k0.5 k2 k從圖乙查得此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度t2120 答案：1204如下圖所示為某種電子秤的原理示意圖，AB為一均勻的滑動(dòng)變阻器，阻值為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，與P1相連的金屬細(xì)桿可在被固定的豎直光滑絕緣桿MN上保持水平狀態(tài)，金屬細(xì)桿與托盤相連金屬細(xì)桿所受重力忽略不計(jì)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)P1剛好指向A端，若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過放大通過信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上顯示出質(zhì)量的大小已知彈簧的勁度系數(shù)為k，托盤自身質(zhì)量為m0，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電

5、源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，信號(hào)放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和顯示器的分流作用忽略不計(jì)求：(1)托盤上未放物體時(shí)在托盤的自身重力作用下P1距A端的距離x1；(2)在托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)P1距A端的距離x2；(3)在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是：調(diào)節(jié)P2，從而使P1、P2間的電壓為零，校準(zhǔn)零點(diǎn)后將被稱物體放在托盤上試推導(dǎo)出被稱物體的質(zhì)量m與P1、P2間電壓U的函數(shù)關(guān)系式解析：(1)由力的平衡知識(shí)知m0gkx1，x1.(2)放上重物重新平衡后m0gmgkx2，x2.(3)設(shè)電路中的電流為I，則EIR.設(shè)P1、P2間的電阻為Rx，距離為x，則UIRx，xx2x1，解得mU.答案：(1)(2)(3)mU

6、5為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(k)754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D(1)所示的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn)(1)(2)如圖(2)所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在

7、虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響) （2）提供的器材如下：光敏電阻RP(符號(hào)，阻值見上表)；直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干解析：(1)描繪圖象應(yīng)注意：各點(diǎn)均勻分布在圖線兩側(cè)，且圖線應(yīng)用平滑曲線，而不能成為各點(diǎn)的連線光敏電阻的阻值隨光照度變化的曲線如圖(3)所示，電阻的阻值隨光照度的增大而減小(3)(2)根據(jù)串聯(lián)電阻的正比分壓關(guān)系，E3 V，當(dāng)照度降低至1.0 lx時(shí)，其電壓升至2 V，由圖線知，此時(shí)光敏電阻RP20 k，URP2 V，串聯(lián)電阻分壓UR1 V，由2得：R

8、10 k，故選定值電阻R1，電路原理圖如圖(4)所示。 （4）答案：見解析6如圖1所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的IU關(guān)系曲線圖圖1(1) 為了通過測(cè)量得到如圖1所示IU關(guān)系的完整曲線，在圖2所示的a和b兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖_，簡(jiǎn)要說明理由：_.(電源電動(dòng)勢(shì)為9 V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0100 )圖2(2)在圖c所示的電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1250 .則熱敏電阻兩端的電壓為_V；電阻R2的阻值為_.(3)舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子：_.解析：由于圖中要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)，所需電壓調(diào)節(jié)范圍較大，且從零開始變化，所以應(yīng)選用分壓電路，即圖a；根據(jù)歐姆定律可以先求出R1的電流I136 mA，所以熱敏電阻和R2電流為I2II134 mA，由圖可讀出熱敏電阻在34 mA時(shí)的電壓為5.2 V，則R2兩端電壓為3.8 V，即可求出R2111.8 .答案：(1)a電壓可從0 V調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大(2)5.2111.8(111.6112.0均可)(3)熱敏溫度計(jì)(提出其他實(shí)例，只要合理均可)