高考物理实验 实验十一 传感器的简单使用2

光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 教材实验·练基础1(2011·江苏高考)美国科学家 . . 电荷耦合器件(重要发明荣获 2009 年度诺贝尔物理学奖。将光学量转变成电学量的传感器。下列器件可作为传感器的有()A发光二极管 B热敏电阻C霍尔元件 D干电池解析：选 感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件。发光二极管是电学元件，是电能转换成光能的元件，不是传感器，A 错误；干电池是一种电源，不是传感器，D 错误；热敏电阻受热时，其电阻会发生变化，能把热学量转换成电学量，是传感器，B 正确；霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成电压这个电学量，是传感器，C 正确。2(2013·江苏启东中学月考) 随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭。洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A改变了湿度 B改变了温度C改变了磁场 D改变了电容解析：选 D人是导体，可以与其它导体构成电容器。手靠近干手机时，改变了设置在干手机内的电容式传感器的电容，干手机开始工作。能否用湿度和温度来驱使电热器工作，理论上是可行的，但作为干手机，这种传感器的设置有很大缺陷。干手机周围的环境(如湿度和温度)一年四季都在变化，与手的靠近无关，假如湿度、温度发生变化，干手机就马上工作，岂不成了“室内烘干机”？故选项 D 正确。3酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测。它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图实118 所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数 U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 118AU 越大，表示 c 越大，c 与 U 成正比BU 越大，表示 c 越大，但是 c 与 U 不成正比CU 越大，表示 c 越小，c 与 U 成反比DU 越大，表示 c 越小，但是 c 与 U 不成反比解析：选 B由于二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，有关系式 闭合电路的欧姆定律可得 U ，即 U1R 合数学知识可得：U 越大，c 越大，c 与 U 不成正比关系，B 正确。R 1图实119 所示，一热敏电阻 在控温容器 M 内；A 为毫安表，量程 6 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 ，S 为开关。已知 95 时的阻值为 150 ，在 20 时的阻值约为 550 。现要求在降温过程中测量在 9520 之间的多个温度下 阻值。图实119(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：依照实验原理电路图连线。调节控温容器 M 内的温度，使得 温度为 95。将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全。闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数 记录_。将 温度降为 0 <T 1<95 ) ；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_。温度为 热敏电阻的电阻值 _。逐步降低 数值，直到 20 为止；在每一温度下重复步骤。解析：(1)实验原理电路图如图所示。光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)要求出在不同温度下 闭合电路中读出电流表的示数，然后记录电阻箱的读数 闭合电路欧姆定律有：EI 0( 0r)I 0(150 R 0r) 改变 1，调节电阻箱，使得电流表的读数仍为 录电阻箱的读数有：EI 0( 1r)由得 0R 1150 。答案：(1)见解析(2) 电阻箱的读数 仍为 阻箱的读数 R 0R 1150 改进实验·练能力1氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的阻值随一氧化碳浓度的变化而变化。在图实1110 甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同阻值，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数) 度曲线，如图乙所示。在下列表示一氧化碳浓度 c 与电压表示数 间关系的图象中正确的是()图实1110解析：选 D由乙图知 度增大时，氧化锡传感器的电阻减小，甲电路电流增大，端的电压增大，但 c 与 成正比，选项 D 正确， A、B、C 错误。2热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约 45 。将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出 )、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表( 内阻约 1 )、直流电压表(内阻约 5 滑动变阻器(0 20 ) 、开关、导线若干。(1)画出实验电路图。(2)根据电路图，在图实1111 所示的实物图上连线。(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。图实1111解析：常温下待测热敏电阻的阻值(约 45 )较小，应该选用安培表外接法。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器选用分压式。(1)实验电路如图所示。(2)根据电路图，连接实物图如图所示。(3)完成接线后的主要实验步骤：往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读出温度计值；调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；重复和，测量不同温度下的数据；绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线。答案：见解析3温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 。如图实1112 甲所示，电源的电动势 E，内电阻不计；G 为灵敏电流计，内阻 持不变； R 为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关 S，当 R 的温度等于 20时，电流表示数 电流表的示数 .6 ，热敏电阻的温度是_。图实1112解析：从图乙查得 t20时， R 的阻值为 4 I 1(RR g)得：R .5 2当 .6 ，设热敏电阻的阻值为 R，则R R g .5 20。答案：1204一台臭氧发生器 P 的电阻为 10 供电电压等于 24 V 时能正常工作，否则不产生臭氧。现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻 它进行控制，R 1 的阻值在有光照时为 100 、黑暗时为 1 000 、允许通过的最大电流为 3 源 E 的电压为 36 V、内阻不计；另有一个滑动变阻器 值为 0100 、允许通过的最大电流为 ；一个开关 S 和导线若干。臭氧发生器 P 和光敏电阻 符号如图实1113 所示。图实1113设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母 A、B( 电路图画在方框内) 。光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：为了能控制臭氧发生器，应该使用滑动变阻器的分压式连接，有光照时 P 能正常工作，无光照时 P 不工作。电路如下：答案：见解析图5(2013·武钢三中期中调研) 如图实1114 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乙所示，试根据这一特性，由图实1115 中给定的器材设计一个自动光控电路。图实1114图实1115解析：由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，流过光敏电阻的电流增大。根据题意设计一个自动光控电路，如图所示。控制过程是：当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ；当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，工作电路接通，电灯开始工作。答案：见解析