2017高考物理电学实验专题05与传感器相关实验含解析

专题05与传感器相关实验1．(2016·河南郑州高三二检)为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx)。(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图甲所示的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图象可求出照度为1.0lx时的电阻约为________kΩ。照度/lx0.20.40.60.81.01.2电阻/kΩ5.83.72.82.31.8(2)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(填“AB”或“BC”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件。(3)用多用电表“×10Ω”挡，按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙所示，则线圈的电阻为________Ω。已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的街铁将被吸合。图中直流电源的电动势E＝6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10Ω，2A)、R2(0～200Ω，1A)、R3(0～1750Ω，0.1A)。要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(填“R1”“R2”或“R3”)。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻。【参考答案】(1)2.0(2)AB如图所示(3)140R3减小2．（2016·湖北重点高中联考）利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等．图S11­15甲为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U­I关系图线．图S11­15(1)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0～10Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0～100Ω)、电动势为6V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干．该同学做实验时，滑动变阻器选用的是________(选填“A”或“B”)；请在图乙的方框中画出该实验的电路图．(2)如果将该小灯泡接入图丙所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V．则此时小灯泡的电功率为________W，电源的内阻为________Ω(保留2位有效数字)．【参考答案】：（1）A；电路图如图1所示；（2）0.69；2.3．3.为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图a所示的电路进行实验，得出两种U­I图线，如图b所示．(1)根据电路连接图，画出电路原理图。（2）根据U­I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为________Ω，强光照射时电阻为________Ω；(3)若实验中所用电压表的内阻约为5kΩ，毫安表的内阻约为100Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中________(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大．若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用________(选填“内接”或“外接”)法进行实验，实验结果较为准确．【参考答案】(1)如图。(2)3000200(2)强光照射外接【名师解析】（1）由电路连接图可知，变阻器采用分压接法，电流表采用的是内接电路，电路原理图如图。（2）正常光照射时，光敏电阻的阻值为Ra=ka=32.40.810Ω=3000Ω强光照射时，光敏电阻的阻值为Rb=kb=30.8410Ω=200Ω（3）由于当待测电阻阻值较大时用内接法误差较小，当待测电阻阻值较小时用内接法误差较大，故此实验中，强光照射时测得的电阻误差较大。若要较准确地测量强光照射下的电阻，电流表应该采用外接法。4.（2016潍坊联考）在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用．其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置．（1）多用电表的选择开关应置于档。欧姆（2）向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，适当选择多用电表的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大．为了较准确地读出此温度下热敏电阻的阻值R2，多用电表的倍率应．（填“增大”“减小”、“不变”）【参考答案】欧姆减小5.热电传感器利用了热敏电阻对温度变化响应很敏感的特性．某学习小组的同学拟探究某种类型的热敏电阻的阻值如何随温度变化．从室温升到80℃时，所提供的热敏电阻Rt的阻值变化范围可能是由5Ω变到1Ω或由5Ω变到45Ω.除热敏电阻外，可供选用的器材如下：温度计，测温范围－10～100℃；电流表A1，量程3A，内阻rA＝0.1Ω；电流表A2，量程0.6A，内阻约为0.2Ω；电压表V1，量程6V，内阻rV＝1.5kΩ；电压表V2，量程3V，内阻约为1kΩ；标准电阻，阻值R1＝100Ω；滑动变阻器R2，阻值范围0～5Ω；电源E，电动势3V，内阻不计；开关及导线若干．(1)甲同学利用如图所示的电路测量室温下热敏电阻的阻值．要使测量效果最好，应选下列________组器材．A．A1和V1B．A2和V2C．A1和V2(2)在测量过程中，随着倒入烧杯中的开水增多，热敏电阻的温度升高到80℃时，甲同学发现电流表、电压表的示数几乎都不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好)，这说明该热敏电阻的阻值随温度升高而________．(选填“增大”或“减小”)(3)学习小组的同学根据甲同学的实验，建议他在测量较高温度热敏电阻的阻值时重新设计电路，更换器材．请你在如图所示的虚线框内完成测量温度80℃时热敏电阻阻值的实验电路图．【参考答案】①B(4分)；②增加(3分)；③实验电路图如图所示。