专题34传感器简单使用备战2020高考物理2019届名校模拟好题分项版汇编教师版

11.（10分）（2018高考全国理综I）某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表（量程150mV）：定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9Ω）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到（填“a”或“b”）端；（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线：（3）由图（b）可得到R1，在25℃-80°C范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R1=Ω；2（4）将Rt握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为Ω，则手心温度为℃。【参考答案】（1）b（1分）（2）画出R2—t图象如图（3分）（3）450（3分）（4）620.0Ω33.0℃（3分）【命题意图】本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验、利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点，意在考查考生对小灯泡伏安特性曲线的理解和灵活运用相关知识，解决实际问题的能力。（2）将t=60℃和t=70℃对应的两组数据对应画在坐标图上，然后用平滑曲线过尽可能多的数据点画出R2—t图象。3【易错剖析】解答此题常见错误主要有：一是没有掌握滑动变阻器的分压接法和限流接法在开关闭合前滑动头的位置；二是没有认真阅读题述的实验过程，导致不能把电阻箱R的读数与热敏电阻阻值联系起来。2．（2018福建质检）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0~3V，可视为理想电压表），定值电阻R0，压敏电阻Rx，电源（4V，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）。（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0~160N，且压力160N对应电压表3V刻度，则定值电阻阻值R0=__________Ω，压力0N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__________。【参考答案】（1）变大（2）2401.5（3）102400240160xRF【考查内容】本题以“传感器的简单应用”实验为基础，理解改装电表原理。主要考查闭合电路欧姆定律、电阻的串联、并联等知识。主要考查实验能力，要求能把电压表改装成可直接测量压力的仪表的实验原理和方法，能运用已学过改装电表的原理和方法去处理新的问题，制定解决新问题的方案。体现设计实验与制订方案等物理核心素养的考查。【名师解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数U=R0R0+RxE，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=160N时，Rx1=80Ω，此时电压表的示数U1=3V，由U1=R0R0+Rx1E得R0=U1E-U1Rx1=3×804-3=240Ω；由图（b）可知，当F2=0N时，Rx2=400Ω，此时电压表的示数为U2=4R0R0+Rx2E=4×240240+400V=1.5V，可见压力0N对应电压表1.5V刻度。3．（2017·江苏卷）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15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为20Ω，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（3V，内阻不计）、电源E2（6V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200Ω）、滑动变阻器R2（0~500Ω）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0~999.9Ω）、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11-2图5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，在题11-1图中，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108.1Ω【参考答案】（1）E2R2（2）C（3）不偏转偏转（4）⑤④②③①（2）多用电表做电压表测量电压，功能选择开关旋钮旋至C处。（3）若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，整个回路断路，电表指针不偏转。表笔接入a、c时，电流流经电表，故指针偏转。（4）当温度为50°时，热敏电阻阻值为Rt=108.1Ω，断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，观察到继电器的衔铁被吸合，断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路，即排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，操作步骤正确顺序是⑤④②③6①。4．(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(选填“大”或“小”)．②上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20℃(如图甲所示)，则25℃的刻度应在20℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧．③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路．(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．【参考答案】(1)①小②右③见解析图(2)见解析③电路如图所示7(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的阻值减小．根据题意设计一个自动光控电路，如图所示．5．（2018·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；2.3．8【名师解析】