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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)12 傳感器的簡(jiǎn)單使用隨堂訓(xùn)練（含解析） 1．在街旁的路燈，江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的(　　) A．壓敏性 B．光敏性 C．熱敏性 D．三種特性都利用 【答案】B 2．如圖13所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，ROS為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)(　　) 圖13 A．電壓表的示數(shù)減小 B．R2中電流減小 C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大 【答案】BC 【解析】當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，ROS阻值減小，外電路電阻隨ROS的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，電壓表的示數(shù)增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；由路端電壓減小、R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小、則R2中電流減小，故B項(xiàng)正確；結(jié)合干路電流增大知流過(guò)小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，故C項(xiàng)正確． 3．(xx成都模擬)酒精測(cè)試儀用于機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)．它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化．在如圖14所示的電路中，酒精氣體的不同濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻．這樣，電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系．如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度C之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是(　　) 圖14 A．U越大，表示C越大，C與U成正比 B．U越大，表示C越大，但是C與U不成正比 C．U越大，表示C越小，C與U成正比 D．U越大，表示C越小，但是C與U 不成反比 【答案】B 【解析】由閉合電路歐姆定律得，干路的電流I＝，電壓表示數(shù)U＝IR0＝，而RxC＝k(定值)，可見(jiàn)U越大，表示C越大，但是C與U不成正比，故B項(xiàng)正確． 4.(xx嘉興模擬)一臺(tái)臭氧發(fā)生器P的電阻為10 kΩ，當(dāng)供電電壓等于24 V時(shí)能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧．現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動(dòng)消毒裝置，要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧，在黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧，擬用一個(gè)光敏電阻ROS對(duì)它進(jìn)行控制，ROS的阻值在有光照時(shí)為100 Ω，黑暗時(shí)為1 000 Ω，允許通過(guò)的最大電流為3 mA；電源E的電壓為36 V，內(nèi)阻不計(jì)；另有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2，阻值為0～100 Ω，允許通過(guò)的最大電流為0.4 A；一個(gè)開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干．臭氧發(fā)生器P和光敏電阻ROS的符號(hào)如圖15所示． 圖15 設(shè)計(jì)一個(gè)滿足上述要求的電路圖，圖中各元件要標(biāo)上字母代號(hào)，其中滑動(dòng)變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B.(電路圖畫(huà)在虛線框內(nèi)) 【答案】見(jiàn)解析圖 【解析】為了能控制臭氧發(fā)生器，應(yīng)該使用滑動(dòng)變阻器的分壓式連接，有光照時(shí)P能正常工作，無(wú)光照時(shí)P不工作．電路圖如下： 5.如圖16所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；為毫安表，量程6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9 Ω；S為開(kāi)關(guān)．已知RT在95 ℃時(shí)的阻值為150 Ω，在20 ℃時(shí)的阻值約為550 Ω.現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在95～20 ℃之間的多個(gè)溫度下RT的阻值． 圖16 (1)在圖中畫(huà)出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖． (2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： a．依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線． b．調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT溫度為95 ℃. c．將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?，以保證儀器安全． d．閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄____________． e．將RT的溫度降為T(mén)1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)__________，記錄______________． f．溫度為T(mén)1時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1＝__________. g．逐步降低T1的數(shù)值，直至20 ℃為止；在每一溫度下重復(fù)步驟e、f. 【答案】(1)實(shí)驗(yàn)原理電路圖，如圖所示： (2)d.電阻箱的讀數(shù)R0　e．仍為I0　電阻箱的讀數(shù)R1 f．R0－R1＋150 Ω 【解析】(1)電阻箱的最大阻值與熱敏電阻的最大阻值相差不大，因此電阻箱應(yīng)與熱敏電阻串聯(lián)． (2)本實(shí)驗(yàn)原理是當(dāng)電路中的電流相等時(shí)，外電路的總電阻相等，所以95C和T1時(shí)RT對(duì)應(yīng)的電路的總電阻相等，有150 Ω＋R0＝RT1＋R1，即RT1＝R0－R1＋150 Ω. 6．為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻ROS在不同照度下的阻值如下表所示： 照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 電阻/kΩ 75 40 28 23 20 18 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D17給定的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)． 圖17 (2)如圖18所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗、照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響) 圖18 提供的器材如下： 光敏電阻ROS(符號(hào)，阻值見(jiàn)上表) 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))； 定值電阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ ，R3＝40 kΩ (限選其中之一并在圖中標(biāo)出) 開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干． 【答案】見(jiàn)解析 【解析】(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到如圖所示的變化曲線． 阻值隨照度變化的特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小． (2)因天色漸暗、照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，此時(shí)光敏電阻阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V，電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，故應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kΩ，即選用R1.此電路的原理圖如圖所示．