【物理】2020届一轮复习人教版传感器的简单使用课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版传感器的简单使用课时作业

‎2020届一轮复习人教版 传感器的简单使用 课时作业 ‎1．(2018·武汉高中毕业生5月训练题)如图是某温度检测和光电控制加热装置的原理图。RT为热敏电阻(温度升高，阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度。RG为光敏电阻(光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡L的光照。其他电阻均为定值电阻。当R处温度升高后，下列说法正确的是(　　)‎ A．灯泡L将变暗 B．RG的电压将增大 C．R的功率将增大 D．R的电压变化量与R2的电流变化量的比值不变 答案　D 解析　当R处温度升高时，RT阻值变小，左边回路中电流增大，小灯泡L的功率增大，灯泡L将变亮，故A错误；L的光照强度增大，则RG阻值变小，右侧并联电路的总电阻变小，总电流变大，E2的内电压增大，则其路端电压变小，总电流增大，则R2两端电压增大，所以右侧电路并联部分电压减小，R的电压减小，则R的功率将减小，R的电流减小，而总电流增大，则通过R3的电流增大，R3的电压将增大，所以RG的电压将减小，故B、C错误；设RG阻值变化前后R的电压分别为U、U′，R2的电流分别为I、I′，则E2＝I(R2＋r2)＋U，E2＝I′(R2＋r2)＋U′，两式相减得0＝ΔI(R2＋r2)＋ΔU，其中ΔI＝I′－I，ΔU＝U′－U，所以R的电压变化量与R2的电流变化量的比值＝－(R2＋r2)，保持不变，故D正确。‎ ‎2．(2016·北京高考)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更________(选填“敏感”或“不敏感”)。‎ 答案　增强　敏感 解析　由题图可得出热敏电阻的阻值随温度升高而减小，随着阻值减小导电能力增强。在变化相同的温度时，热敏电阻阻值变化量要大于金属热电阻，故热敏电阻对温度变化的影响更敏感。‎ ‎3．(2017·江苏高考)某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图1所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。‎ ‎(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干。‎ 为使该装置实现对30 ℃～‎80 ℃‎之间任一温度的控制，电源E应选用________(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(选填“R1”或“R2”)。‎ ‎(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图2所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)。‎ ‎(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查。在图1中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。‎ ‎(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为‎50 ℃‎时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________。(填写各步骤前的序号)‎ ‎①将热敏电阻接入电路 ‎②观察到继电器的衔铁被吸合 ‎③断开开关，将电阻箱从电路中移除 ‎④合上开关，调节滑动变阻器的阻值 ‎⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω 答案　(1)E2　R2　(2)C　(3)不偏转　偏转 ‎(4)⑤④②③①‎ 解析　(1)若实现对‎30 ℃‎温度的控制，‎ 继电器和Rt的电压 U＝0.015×(20＋199.5) V≈3.29 V 因此符合要求的电源应选E2。‎ 若实现对‎80 ℃‎温度的控制，‎ 对全电路有E2＝I(R继＋Rt＋R)‎ 即6 V＝‎0.015 A×(20 Ω＋49.1 Ω＋R)‎ 解得R＝330.9 Ω。‎ 因此滑动变阻器应选R2。‎ ‎(2)用多用电表测量直流电压时，选择开关应旋至C(直流电压挡)。‎ ‎(3)a、b间电压为0，指针不偏转。‎ 接入a、c时，多用电表与电源等构成回路，指针偏转。‎ ‎(4)连接电路时，先用电阻箱代替热敏电阻，调节滑动变阻器阻值，衔铁被吸合时，调节完毕，移除电阻箱换为热敏电阻即可，正确的顺序为⑤④②③①。‎ ‎4．(2018·福建省高三毕业质量检测)某同学要把电压表改装成可直接测量压力的仪表，设计的电路如图a所示。实验器材如下：待改装电压表(量程0～3 V，可视为理想电压表)，定值电阻R0，压敏电阻Rx，电源(4 V，内阻不计)，开关S，导线。选用的压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律如图b所示。‎ ‎(1)实验中随着压力F的增大，电压表的示数________。(填“变大”“不变”或“变小”)‎ ‎(2)为使改装后仪表的量程为0～160 N，且压力160 N对应电压表3 V刻度，则定值电阻阻值R0＝________ Ω，压力0 N对应电压表________ V刻度。‎ ‎(3)他发现这样改装后的仪表压力刻度分布不均匀，想进一步把(2)中的压力刻度改成均匀分布，应选用另一压敏电阻，其阻值Rx随压力F变化的关系式为__________________。‎ 答案　(1)变大　(2)240　1.5　(3)Rx＝－240‎ 解析　(1)根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数U＝E，由图b可知，压力越大Rx越小，U越大，故电压表的示数变大。‎ ‎(2)由图b可知，当F1＝160 N时，Rx1＝80 Ω，此时电压表的示数为U1＝3 V，由U1＝E，得R0＝Rx1＝ Ω＝240 Ω；由图b可知，当F2＝0 N时，Rx2＝400 Ω，此时电压表的示数为U2＝E＝ V＝1.5 V，可见压力0 N对应电压表1.5 V刻度。‎ ‎(3)若选用图b的压敏电阻，则Rx与压力F的关系式为Rx＝400－‎2F，代入U＝E，可得U与F的关系式为U＝，这样改装后的仪表压力刻度分布是不均匀的。为了使压力刻度分布均匀，应另选用压敏电阻，且仍要满足量程为0～160 N，F＝0 N标在1.5 V刻度，F＝160 N标在3 V刻度。由于电压表的电压刻度是均匀分布的，所以电压和压力一定要满足线性关系，设U＝kF＋b，由F1＝0 N时、U1＝1.5 V，F2＝160 N时、U2＝3 V，可得b ‎＝1.5，k＝，又U＝E＝，解得Rx＝－240。‎ ‎5．(2018·哈尔滨三中二模)(1)某同学用如图甲所示的电路测量一个电容器的电容，图中R为20 kΩ的电阻，电源电动势为6.0 V，内阻可不计。‎ ‎①实验时先将开关S接1，经过一段时间后，当电流表示数为________ μA时表示电容器极板间电压最大。‎ ‎②将开关S接2，将传感器连接在计算机上，经处理后画出电容器放电的it图象，如图乙所示。由图象可知，图象与两坐标轴所围的面积表示电容器放出的电荷量。试根据it图象，求该电容器所放出的电荷量Q＝________ C；该电容器的电容C＝________ μF。(计算结果保留两位有效数字)‎ ‎(2)如图丙是某金属材料制成的电阻阻值R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示‎0 ℃‎时的电阻，k表示图线的斜率。若用该电阻与电池(电动势E、内阻r)、电流表A(内阻Rg)、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图丁所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表(“‎0”‎刻线在刻度盘左侧)的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1I2，故t1的刻度应在t2的右侧；根据闭合电路欧姆定律，有E＝Ir＋IR＋IRg＋IR′，根据金属电阻与温度关系，得到R＝R0＋kt，联立得到t＝。‎ ‎6.如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω，S为开关。已知RT在‎95 ℃‎时的阻值为150 Ω，在‎20 ℃‎时的阻值约为550 Ω。现要求在降温过程中测量在‎20 ℃‎～‎95 ℃‎之间的多个温度下RT的阻值。‎ ‎(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图；‎ ‎(2)完成下列实验步骤中的填空：‎ a．依照实验原理电路图连接导线；‎ b．调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为‎95 ℃‎；‎ c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全；‎ d．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录__________________；‎ e．将RT的温度降为T1(‎20 ℃‎

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