2020版高考大一轮复习：第11章6实验12传感器的简单使用

J 随堂检测・閒总
肓理诵垮•韧琏琢升■
1.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
.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•在如图所示的 电路中，酒精气体的不同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
解析：选B.设二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻为
R ，由闭合电路欧姆定律得，干路的电流
，电压表示数 U = IR o =
，而R X C = k （定值），由以上关系式可见 U 越大，表示
r 十 R ）十 R 十 R （
r 十 R ）十 R 十R （
越大，但是 C 与U 不成正比，故 B 项正确.
2 .在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示.
阳发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时
与酒精气体浓度 C 之间的对应关系正确的是（
A . U 越大,
B . U 越大, 表示
C 越大，但是 C 与U 不成正比 C. U 越大,
表示C 越小，C 与U 成反比 D. U 越大, 表示C 越小，但是C 与U 不成反比
EF 0 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻
表示C 越大，
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解析：选C.当冋变大时，回路的总电阻 R 总变大，根据I 总=書，得干路中的电流变小，
S 两端的电压
A .阳变大，且 R 越大,
U 增大越明显
B .阳变大，且 R 越小,
U 增大越明显
C. F M 变小，且 R 越大,
U 增大越明显
D.冋变小，且 R 越小,
U 增大越明显
U= I总R S变小，故选项A、B错误；当R M变小时，回路的总电阻R总=1^1 + R S变小，根据I总=舟，得干
R R M
路中的电流变大，S两端的电压U= I总R S变大，而且R越大，F M变小时，对回路的总电阻变化的影响越明
显，故选项C正确，选项D错误.
3. （2016 •高考北京卷）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中•图为某种热敏电阻和金属热电
阻的阻值R随温度t变化的示意图•由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________ （选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_____________ （选填“敏感”或“不敏感”）•
解析：由题图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言, 热敏电阻在温度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏感.
答案：增强敏感
4 •对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T,在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线
性的•某同学将Rr和两个适当的定值电阻R、F2连成如图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L 的阻值随Rr所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围•为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大.实验中的部分实验数据测量
结果如表所示.
温度t/ C30.040.050.060.070.080.090.0
R L阻值/ Q54.351.047.544.341.037.934.7
I/mA93.397.6102.9109.7116.7125.2134.2
U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66（1）根据图甲所示的电路，在如图乙所示的实物图上连线.
装 fit 中）
解析：(3)因为电流表的最小刻度为 5 mA 故读数时只需要精确到 1 mA 所以电流表的读数为 115 mA 而电压表的最小刻度为 0.1 V ，故读数时要估读到 0.01 V ，所以电压表的读数为 5.00 V .等效电阻F L = U 疋43.5 Q,结合F L - t 图象可知热敏电阻所处环境的温度约为
62.5 C .
答案：(1)连线如图所示
(2) 为了检验R 与t 之间近似为线性关系，在坐标纸上作出
F L -t 关系图线.
"3(1 40 TO 90
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙所示，电流表的读数为
电压表的读数为
•此时等效电阻 F L 的阻值为
;热敏电阻所处环境的温度约为
二■二
一■二一二■■二■■■■■■
町(盐机摊11装聲中)
装fit 中）(2)R L- t关系图线如图所示
解析：⑴由表格数据可知，光敏电阻 R 与光强E 的乘积均为18 cd 不变，则当E = 4 cd 时，光
敏电阻的阻值：
R - 18 二 cd - 4.5 Q .
4 cd
（2）
由题意可知，光敏电阻 R ＜与定值电阻R ）串联连接，光照增强时，光敏电阻 R X 阻值减小，电路中的
总电阻减小，由I = *可知，电路中的电流增大，由
U = IR 可知，R ）两端的电压增大，因串联电路中总电压
R
等于各分电压之和， 所以R 两端的电压减小，反之光照减弱时，光敏电阻R 阻值增大，R 两端的电压减小， R 两端的电压增大，则玻璃并联在 R ）两端时不符合，玻璃并联在 R ＜两端时符合，故 A 项错误，C 项正确； 若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，故
B D 项错误.
5. （2019 •郑州模拟）电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻
R X 和定值
电
阻R 0接在9 V 的电源上，电源内阻不计，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示: 光强E/cd 1 2 3
4 5 电阻值/ Q
18
9
6
3.6
⑴ 当光照强度为4坎德拉（cd ）
时光敏电阻R ＜的大小为
（2）其原理是光照增强，光敏电阻
阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之 则玻璃透明度上升•若电源电压不变,
R ）是定值电阻，则下列电路图中符合要求的
（填序号）.
⑶现已知定值电阻 R ）为12 Q,
I _
c
用电压表测得光敏电阻两端的电压为 3 V ,则此时光照强度为多少?
(3)115 mA 5.00 V
[“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为 E ,单位坎德拉（cd ）]
a
（3）当R）= 12 Q,光敏电阻两端的电压U k= 3 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，R）两端的
电压：U）= U- U = 9 V— 3 V= 6 V,因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流I = R0= ，即1先
3 V 、18 cd
= ，解得R' x = 6 Q,此时光照强度E'= = 3 cd.
R x 6 Q
答案：（1）4.5 （2）C （3）3 cd
6. （2016 •高考全国卷I ）现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或
超过60 C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I c时就会报警）, 电阻箱（最大阻值为999.9 Q）,直流电源（输出电压为U,内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值为1 000 Q）, 滑动变阻器F2（最大阻值为2 000 Q ），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18 V , I c约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA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 C时阻值为650.0 Q .
（1）完成待调节的报警系统原理电路图的连线.
（2）___________________________ 电路中应选用滑动变阻器（填“R 1”或“R 2”）•
（3）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____________ Q;滑动变阻器
的滑片应置于________________ （填“ a”或“ b”）端附近，不能置于另一端的原因是
②将开关向 ___________ （填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用.
解析：（1）根据题述，应该采用滑动变阻器的限流接法，连接的电路如答案图所示.
（2）根据题述，流过报警器的工作电流超过10 mA时，报警器就会报警，可知滑动变阻器的最大阻值
至少为R= U= J；。

—3 Q = 1 800 Q,因此在电路中应选用最大阻值为 2 000 Q的滑动变阻器甩（3）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，这一阻值为热敏电阻在60 C时的
阻值650.0 Q;滑动变阻器的滑片应置于接入电路的阻值最大处，即b端附近，不能置于另一端的原因是：若置于a端，则导致闭合开关后，报警器中电流大于20 mA,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.
答案：（1）连线如图所示
------- 1| ------ 主警器
电源 ___________ 凸1
开关I
电如乙幵爾鲫畔
------------ 9s -------------
热we电爼
(2)R2 (3)①650.0 b接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏
②c报警器开始报警。