高考物理一轮总复习课时规范练48 传感器的简单使用.docVIP

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课时规范练48传感器的简单使用

《课时规范练》P446

1.现要调试一个由热敏电阻控制的报警系统(电路图如图所示),要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω),滑动变阻

器R2(最大阻值为2000Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。在室温下对系统进行调节,已知U约为18V,Ic约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60℃时阻值为600.0Ω。

(1)电路中应选用滑动变阻器(选填“R1”或“R2”)。?

(2)按照下列步骤调节此报警系统:

①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为Ω(所填数据要求保留4位有效数字);滑动变阻器的滑片应置于(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。?

②将开关向(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直到。?

答案:(1)R2(2)①600.0b流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏②c报警器开始报警

解析:(1)报警时,滑动变阻器的电阻为R=UIc-600Ω=1200Ω,所以电路中应选用滑动变阻器R

(2)①因为热敏电阻阻值达到600.0Ω时开始报警,所以电阻箱的阻值应调到600.0Ω。为了保证闭合开关时报警器安全,应使电路中电阻最大,所以滑片应调到b端附近。如果置于另一端,闭合开关时,电路中电流会超过20mA,报警器可能损坏。

②将开关向c端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至报警器开始报警,则此时滑动变阻器接入电路中的有效电阻接近1200Ω,此后将开关向d端闭合后,在60℃时报警器会报警。

2.现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度0.8mg/mL”,醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”,提供的器材有:

A.二氧化锡半导体型酒精传感器Rx

B.直流电源(电动势为4V,内阻不计)

C.电压表(量程为0~3V,内阻非常大,作为浓度表使用)

D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)

E.定值电阻R1(阻值为50Ω)

F.定值电阻R2(阻值为10Ω)

G.单刀双掷开关一个,导线若干

(1)图乙是酒精测试仪电路图,请在图丙中完成实物连线。

(2)电路中R应选用定值电阻(选填“R1”或“R2”)。?

(3)为便于识别,按照下列步骤调节此测试仪:

①电路接通前,先将电阻箱调为30.0Ω,然后开关向(选填“c”或“d”)端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为mg/mL。?

②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大,按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”。

③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。

(4)某同学将调试好的酒精测试仪靠近酒精瓶口,发现电压表指针满偏,则测量的酒精浓度(选填“有”或“没有”)达到醉驾标准。?

答案:(1)如图所示

(2)R2(3)c0.2(4)有

解析:(1)根据题图乙的电路图连接实物图,如答案图所示。

(2)由于电压表量程为0~3V,本实验电压表并联在定值电阻两端,由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压UR=ERRx+R,由题图甲可知10Ω≤Rax=4V

(3)本实验采用替代法,用电阻箱的阻值替代传感器的电阻Rx,故应先把电阻箱调到30.0Ω,结合(1)中电路,开关应向c端闭合;由题图甲可知Rg/mL。

(4)由UR2=ER

3.(全国Ⅲ卷)已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100Ω)。

(1)在所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。

(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA,则此时热敏电阻的阻值为kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图甲所示。?

(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏