广东物理2011高考一轮复习第10章实验12《传感器的简单使用》试题doc2222222222222222222222
2011年全国各地高考物理汇编第十章交流电及传感器
如图 1 所示，产生的交变电动势的图象如图 2 所示，则（ ）
A ．t =0.005 s 时线框的磁通量变化率为零 B ． t =0.01 s 时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为 311 V D ．线框产生的交变电动势的频率为 100 Hz 【 解 析 】： 交 变 电 流 知 识 的 考 查 . 由 图 2 可 知 ， 该 交 变 电 动 势 瞬 时 值 的 表 达 式 为 e 311sin100 t .当 t=0.005 s 时，瞬时值 e=311 V ，此时磁通量变化率最大， A 错；同理 当 t=0.01 s 时， e=0 V ，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，
流表 .现闭合开关， 灯泡正常发光 .若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数， 则（ ）
【答案】 A 【解析】主要考查理想变压器原副线圈电压、 电流与匝数的关系 .U2=220V ，根据 U1：U2=n1:n 2 得， U1=110V.I2=P/U 2=0.1A ，根据 I 1： I 2= n 2： n1 得 I1=0.2A. 所以正确答案是 A. 19.（ 2011 年山东理综）为保证用户电压稳定在 220 V ，变电所需适时进行调压，图甲为调
为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图
7（ b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为
110V ，下列表述正确的是（
）
A 、电流表的示数为 2A C、电压表的示数为电压的有效值
B、原副线圈匝数比为 1:2 D 、原线圈中交变电压的频率为
100HZ
【答案】 AC
【解析】电压表、电流表测的都是有效值 .AC 正确 .N 1/N 2=U 1/U2 可知 B 错 .选 AC
（3）设 ab 间匝数为 n1
高考物理(人教版)一轮复习实验传感器的简单应用课时作业Word版含答案
2020届一轮复习人教版 实验：传感器的简单应用 课时作业时间：45分钟1.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车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，显示仪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r ′的倒数与酒精气体的浓度c 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( D )A ．U 越大，表示c 越小，c 与U 成反比B ．U 越大，表示c 越小，但c 与U 不成反比C ．U 越大，表示c 越大，c 与U 成正比D ．U 越大，表示c 越大，但c 与U 不成正比解析：酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R 0两端的电压．根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得：1r ′＝kc (k 是比例系数)，根据欧姆定律得：U R 0＝E R 0＋r ′＋r ，整理得：U ＝ER 0R 0＋1kc＋r，由数学知识知，U 越大，c 越大，但两者不成正比，故D 项正确．2．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间的变化图象．按图甲连接电路，提供8 V 直流电源，先使开关S 与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S 掷向2，电容器通过电阻R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I t 曲线，如图乙．(1)图乙中画出的竖直狭长矩形(图乙最左端)，它面积的物理意义是在0.1_s 内电容器的放电量．(2)估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是5.6×10－3C. (3)根据以上数据估算，电容器的电容是7.0×10－4F.解析：(1)根据图象的含义，因Q ＝It ，所以竖直狭长矩形的面积表示为在0.1 s 内电容器的放电量．(2)根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电量为0.08×10－3C ，由大于半格算一个，小于半格舍去，因此图象所包含的格子个数为70，所以释放的电荷量是0.08×10－3C×70＝5.6×10－3C.(3)根据电容器的电容C ＝Q U 可知，C ＝5.6×10－38F ＝7.0×10－4F.3．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，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：(1)当光照强度为4坎德拉(cd)时光敏电阻R x 的大小为4.5 Ω.(2)其原理是光照增强，光敏电阻R x 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 0是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是C(填序号)．(3)现已知定值电阻R 0为12 Ω，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？答案：3 cd解析：(1)由表格数据可知，光敏电阻R x 与光强E 的乘积均为18 Ω·cd 不变，则当E ＝4 cd 时，光敏电阻的阻值：R x ＝18 Ω·cd4 cd＝4.5 Ω.(2)选C.由题意可知，光敏电阻R x 与定值电阻R 0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 ＝U R可知，电路中的电流增大，由U ＝IR 可知，R 0两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R x 两端的电压减小，反之，光照减弱时，光敏电阻R x 阻值增大，R 0两端的电压减小，R x 两端的电压增大，则玻璃并联在R 0两端时不符合，玻璃并联在R x 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．(3)当R 0＝12 Ω，光敏电阻两端的电压U x ＝3 V 时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，R 0两端的电压：U 0＝U －U x ＝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 ＝U 0R 0＝U x R x ′，即6 V 12 Ω＝3 V R ′x ，解得：R x ′＝6 Ω，此时光照强度E ′＝18 Ω·cd6 Ω＝3 cd.4．某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转换传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压(要求从零开始调节)，使力电转换传感器在空载时的输出电压为零，而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压．(1)如图所示，E 为直流电源，S 为开关；R 为滑动变阻器；V 为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图．答案：见解析图(2)若将质量为m 0的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U 0；然后取下砝码，再将待测质量为m 的物体放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U ，则待测物体的质量m ＝U U 0·m 0.解析：(1)要求力电转换传感器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，所以滑动变阻器采用分压式接法，如图所示．(2)由以上测量的原理可知，U 0＝km 0g ，U ＝kmg 得：m ＝UU 0·m 05．“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e 的霍尔元件接入电路，如图甲所示，电流为I ，方向向右，长方体霍尔元件长、宽、高分别为a ＝6.00 mm 、b ＝5.00 mm 、c ＝0.20 mm ，处于竖直向上的恒定匀强磁场中．(1)前后极板M 、N ，电势较高的是M 极(选填“M 极”或“N 极”)．(2)某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的U H 值，如表所示：H 子个数为n ＝6.25×1019m －3，则根据图象，由公式I ＝nebcv ，可算出磁场B ＝0.016 T(保留2位有效数字)．解析：图象见解析图(3)有同学认为U H I代表了霍尔元件的电阻，请问这种想法正确吗？请说明理由：不正确，电流I 不是由U H 产生的．解析：(1)因电子的运动方向与电流方向相反，依据左手定则，可知，电子受到的洛伦兹力方向偏向N 极，那么M 极的电势偏高．(2)依据表格数据，作出U H I 图象，如图所示：根据e U H b ＝eBv ，则有：U H ＝Bbv ，而I ＝nebcv ，可得，U H ＝BnecI ，然而依据U H －I 图象，可知，其斜率为k ≈7.8；因此磁场B ＝7.8×6.25×1019m －3×1.6×10－19×0.2×10－3＝0.016 T.(3)U H 是外电压，那么U HI代表了外电阻，而霍尔元件的电阻，即为内电阻，因此不正确，原因为电流I 不是由U H 产生的．6．(2019·泉州模拟)目前有些居民区内，楼道灯的控制使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理如图所示．图中D 是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R 为限流电阻，K 为控钮式开关，虚线框内S 表示延时开关电路，当按下K 接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S 闭合．这时释放K 后，延时开关S 约在1 min 后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理图，我们可推断：按钮开关K 按下前，发光二极管是发光的(选填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K 按下再释放后，电灯L 发光持续时间约1 min.这一过程中发光二极管是熄灭的．限流电阻R 的阻值和灯丝电阻R L 相比，应满足R ≫R L 的条件．解析：开关K 按下前，S 为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的．当按下开关K 后，延时开关S 闭合，二极管和K 被短路，二极管不发光，由于延时开关S 约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，由于R为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫R L.7．实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围0～20 Ω)、滑动变阻器R2(阻值变化范围0～1 000 Ω)、电动势适当的电源、小灯泡(4 V 2 W)、开关、导线若干．(1)要完整地描绘小灯泡的UI曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号．答案：如图所示(见解析图)(2)实验中描绘出的小灯泡UI曲线如图所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大．(填“增大”“减小”或“不变”)(3)如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图甲所示，图中R0是阻值为9.0 Ω的保护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的UI图象，由图象可求出电源自身内阻约为1 Ω.答案：如图所示(见解析图)(4)若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图乙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为0.84 W.解析：(1)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变压器要采用分压接法，由于灯泡的阻值较小，电流应用外接法，电路图如图所示．(2)由题图所示U I 图象可知，随电压和电流的增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，电压与电流的比值增大，由此可知，灯泡灯丝电阻随温度升高而增大．(3)根据表中数据作出电源U I 图象如图所示，由图示图象可知，电源内阻r ＝ΔU ΔI －R 0＝60.6Ω－9 Ω＝1 Ω.(4)由图示图象可知，灯泡两端电压为2.2 V ，电流为0.38 A ，灯泡的电功率为P ＝UI ＝2.2×0.38 W≈0.84 W.8.传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R (电阻会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成，压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa ，且已知压力传感器R 的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V ，请回答：(1)把R 写成关于F 的函数关系：R ＝300－25F .(2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上的示数为16 mA 处． (3)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA ，则这个人的体重是500 N. 解析：(1)F ＝0时，R ＝300 Ω；当F ＝1 000 N 时，R ＝180 Ω 所以ΔF ΔR ＝ 1 000180－300＝－253，得：R ＝300－325·F .(2)由压力传感器R 的电阻与所受压力的关系如表中所示，可得：F ＝0，R ＝300 Ω，由闭合电路欧姆定律：I ＝UR＝1.6×10－2 A ＝16 mA 即该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘16 mA 处． (3)由闭合电路欧姆定律：R ′＝U I ′＝ 4.820×10－3Ω＝240 Ω 由表中数据得，F ＝500 N ，如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA ，则此人的体重是500 N.。
2011年广东高考物理(原卷版)
2011年普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）理科综合（物理）一、单项选择题：本大题共16小题，每小题4分，共64分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。
13、(2011年广东高考)如图3所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是（）A、铅分子做无规则热运动B、铅柱受到大气压力作用C、铅柱间存在万有引力作用D、铅柱间存在分子引力作用14、(2011年广东高考)图4为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可以在N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（）A、外界对气体做功，气体内能增大B、外界对气体做功，气体内能减小C、气体对外界做功，气体内能增大D、气体对外界做功，气体内能减小15、(2011年广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（）A、感应电动势的大小与线圈的匝数无关B、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D、感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同16、(2011年广东高考)如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止，下列判断正确的是（）A、F1>F2>F3B、F3>F1>F2C、F2>F3>F1D、F3> F2>F1二、双项选择题：本大题共9小题，每小题6分，共54分。
在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分。
17、(2011年广东高考)如图6所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是（）A、球的速度v等于L√g2HB、球从击出至落地所用时间为LC、球从击球点至落地点的位移等于LD、球从击球点至落地点的位移与球的质量有关18、(2011年广东高考)光电效应实验中，下列表述正确的是（）A、光照时间越长光电流越大B、入射光足够强就可以有光电流C、遏止电压与入射光的频率有关D、入射光频率大于极限频率才能产生光电子19、图7（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，、为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图7（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（）A、电流表的示数为2AB、原、副线圈匝数比为1:2C、电压表的示数为电压的有效值D、原线圈中交变电压的频率为100Hz20、(2011年广东高考)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是（）A、卫星距地面的高度为√GMT24π23 B、卫星的运行速度小于第一宇宙速度C、卫星运行时受到的向心力大小为G MmR2D、卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度21、(2011年广东高考)图8为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（）A、到达集尘极的尘埃带正电荷B、电场方向由集尘极指向放电极C、带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D、同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大铅柱钩码3图MN4图1 FF30603FP5图LHv6图A V~RVAVu/s/2220222001.002.003.0)(a7图34(2011年广东高考)（18）（1）图14是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点，加速度大小用a 表示。
《传感器技术》习题答案第10章
第十章气敏和湿敏传感器1.答：按照半导体变化的物理性质，可分为电阻型和非电阻型两种。
电阻型半导体气敏元件是利用半导体接触气体时，其阻值的改变来检测气体的成分或浓度，是目前广泛应用的气体传感器之一，按结构分：烧结型、薄膜型和厚膜型三种，敏感体一般都需要在一定的温度下才能正常工作，保证测量灵敏度和响应速度，加热器是不可缺少的。
这类气敏器件的优点是：工艺简单，价格便宜，使用方便；对气体浓度变化响应快；即使在低浓度（3000mg/kg）下，灵敏度也很高。
其缺点在于：稳定性差，老化较快，气体识别能力不强；各器件之间的特性差异大等，在使用中受环境温湿度影响较大，需要改进。
非电阻型半导体气敏元件根据其对气体的吸附反应，使其某些有关特性发生变化，对气体进行直接或间接检测。
这类器件的制造工艺成熟，便于器件集成化，因而其性能稳定且价格便宜。
利用特定材料还可以使器件对某些气体特别敏感。
2.答：导电机理可以用吸附效应来解释。
在半导体表面原子性质特别活跃，很容易吸附气体分子。
当气体分子的亲和能（电势能）大于半导体表面的电子逸出功时，吸附分子将从半导体表面夺取电子而变成负离子吸附，被称为氧化型气体，是电子接收性气体，如氧气、氧化氮等。
当N型半导体表面形成负离子吸附时，表面多数载流子（电子）浓度减少，电阻增加；对于P型半导体，则表面多数载流子（空穴）浓度增大，电阻减小。
若气体分子的电离能小于半导体表面的电子逸出功时，则气体供给半导体表面电子，形成正离子吸附，被称为还原型气体，是电子供给性气体，如H2、CO、C2H5OH（乙醇）及各种碳氢化合物。
当N型半导体表面形成正离子吸附时，多数载流子（电子）浓度增加，电阻减小；对于P型半导体，则多数载流子（空穴）浓度减少，电阻增加。
利用半导体表面电阻变化就可以检测出气体的种类和浓度。
3.答：传感器均由三部分组成：敏感体及其依附的基底、加热器以及信号引出电级，按其结构不同分为烧结型、薄膜型和厚膜型三种。
高三物理人教版一轮教师用书第11章实验12传感器的简单应用含解析
实验十二传感器的简单应用(对应学生用书第208页)一、实验目的1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件．2．了解传感器的简单应用．二、实验原理1．传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．2．工作过程三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．四、注意事项1．在做热敏电阻实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．2．光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度．五、实验过程(一)研究光敏电阻的光敏特性1．实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、学生电源按如图实-12-1所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；图实-12-1(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录；(4)用手掌(或黑纸)遮光时光敏电阻阻值又是多少，并记录．2．数据处理把记录的结果填入表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性．结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大．(二)研究热敏电阻的热敏特性1．实验步骤(1)按如图实-12-2所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；图实-12-2(2)把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录．2．数据处理(1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中，分析热敏电阻的特性．(2)在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．(3)根据实验数据和R-t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．(对应学生用书第208页)考点一| 热敏电阻的原理及应用某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图实-12-3的实物图上连线．图实-12-3(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图实-12-4所示的R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式：R＝________＋________t(Ω)．图实-12-4[解析] (3)根据R ＝U I 就可求出不同温度下热敏电阻的阻值，并据此绘得R -t 图线．在图线上取两点，当t 1＝10 ℃时，R 1＝104 Ω，当t 2＝60 ℃时，R 2＝124 Ω，R -t 图线的斜率为R 2－R 1t 2－t 1＝0.4；将图线延长，图线交于原点，说明t ＝0 ℃时的电阻为100 Ω，故R -t 关系式为R ＝100＋0.4t (Ω)．[答案](1)如图所示(2)②读取温度计示数 读取电压表示数(3)100 0.4(2016·全国Ⅰ卷)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 ℃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 Ω)，直流电源(输出电压为U ，内阻不计)，滑动变阻器R 1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值为2 000 Ω)，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 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．图实-12-5(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________Ω；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)电路图连接如图．(2)报警器开始报警时，对整个回路有U＝I c (R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变阻器应选择R2.(3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流I＝18650.0 A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏．②开关应先向c 端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止．[答案](1)连线如解析图所示(2) R2(3)①650.0b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报警器开始报警考点二| 光敏电阻的应用为了节能和环保，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)．某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表：并说明阻值随照度变化的特点．图实-12-6(2)如图实-12-7所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)图实-12-7提供的器材：光敏电阻R P(符号阻值见上表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干.【导学号：84370484】[解析](1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．由图可知光敏电阻阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗、照度降低至1.0 lx 时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V ，电源电动势为3 V ，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R 1.此电路的原理图如图所示．[答案] 见解析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，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U -I 图线，如图乙所示．甲 乙(1)根据U -I 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；(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，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.[解析](1)光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，结合图乙知正常光照射时R 1＝U 1I 1＝ 2.4 V 0.8×10－3A＝3 000 Ω，强光照射时R 2＝U 2I 2＝0.8 V 4.0×10－3A ＝200 Ω；(2)实验电路采用的是毫安表内接法，测得的结果比真实值偏大，当待测电阻远大于毫安表电阻时实验误差较小，所以强光照射时误差较大；强光照射时采用毫安表外接法实验结果较为准确．[答案](1)3 000200(2)强光照射时外接考点三| 传感器在实际中的应用利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等．图实-12-8甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线．甲乙丙图实-12-8(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0～10 Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0～100 Ω)、电动势为6 V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”)；请在图实-12-9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实-12-8丙所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3 A，电源电动势为3 V．则此时小灯泡的电功率为________W，电源的内阻为________Ω.[答案](1)A实验电路图如图所示(2)0.69(0.66～0.72均可) 2.33(2.00～2.67均可)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表○A (实质是理想电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，g取10 m/s2.请作答：(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，这个人的质量是________kg.[解析](1)由题表格知，踏板空载时，压力传感器的电阻R＝300 Ω，此时○A中电流I＝UR＝4.8300A＝1.6×10－2 A.(2)当电流I′＝20 mA＝2×10－2 A时，压力传感器的电阻R′＝UI′＝4.82×10－2Ω＝240 Ω，由表格可知，这个人受到的重力为500 N，此人质量为50 kg.[答案](1)1.6×10－2(2)50[随堂训练]1．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实-12-9所示，继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示．12变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻R t、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、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”)．图实-12-9图实-12-10(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，则应将如图实-12-10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．在图实-12-9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，下列操作步骤的正确顺序是________．(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108.1 Ω[解析](1)若实现对30 ℃温度的控制继电器和R t的电压U＝0.015×(20＋199.5) V≈3.29 V因此符合要求的电源应选E2.若实现对80 ℃温度的控制对全电路有U＝I(R继＋R t＋R)即6 V＝0.015 A×(20 Ω＋49.1 Ω＋R)解得R＝330.9 Ω.因此滑动变阻器应选R2.(2)用多用电表测量直流电压时，选择开关应旋至C(直流电压挡)．(3)a、b间电压为0，指针不偏转．接入a、c时，多用电表与电源等构成回路，指针偏转．(4)连接电路时，先用电阻箱代替热敏电阻，调节滑动变阻器阻值，衔铁被吸合时，调节完毕，移除电阻箱换为热敏电阻即可，正确的顺序为⑤④②③①.[答案](1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)⑤④②③①2．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照度的变化而发生变化的元件(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表中所示，根据表中已知数据，在如图实-12-11所示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1.0 lx时的电阻约为________kΩ.图实-12-11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．图实-12-12(3)用多用电表“×10 Ω”档，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图实-12-13所示，则线圈的电阻为________Ω.已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合．图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750Ω，1 A)．要求天色渐暗照度降低至1.0 lx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.【导学号：84370485】图实-12-13[解析](1)由描点绘出的图象可以找出照度为1.0 lx时光敏电阻的阻值为2.0 kΩ；(2)电源与开关、滑动变阻器、光敏电阻和电磁铁串联起来．当受光照作用较强时，光敏电阻阻值较小，通过电磁铁的电流较大，对衔铁磁力增大，与触点C 接通，此时应使路灯不亮，故路灯应接在AB之间；(3)多用电表读数为14，乘以倍率“×10”，故线圈电阻为140 Ω.由闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻达到3 kΩ时，电路接通，故滑动变阻器电阻应与光敏电阻同一数量级，故滑动变阻器选择R3.天色更暗，光敏电阻阻值增大，为使路灯此时点亮，则滑动变阻器电阻应减小．[答案](1)2.0(误差允许范围内均对)(2)AB接线图如图所示(3)140R3减小(2017·郑州模拟)实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围0～20 Ω)、滑动变阻器R2(阻值变化范围0～1 000 Ω)、电动势适当的电源、小灯泡(4 V,2 W)、开关、导线若干．(1)要完整地描绘小灯泡的U-I曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号．(2)实验中描绘出的小灯泡U-I曲线如图所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而________(填“增大”“减小”或“不变”)．(3)如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图甲所示，图中R0是阻值为9.0 Ω的保护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的U-I图象，由图象可求出电源自身内阻约为________Ω.甲 乙(4)若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图乙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为________W.[解析](1)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变压器要采用分压接法，由于灯泡的阻值较小，电流表应用外接法，电路图如图所示．(2)由图示U -I 图象可知，随电压和电流的增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，电压与电流的比值增大，由此可知，灯泡灯丝电阻随温度升高而增大．(3)根据表中数据作出电源U -I 图象如图所示，由图示图象可知，电源内阻r ＝ΔU ΔI－R 0＝60.6 Ω－9 Ω＝1 Ω.(4)由图示图象可知，灯泡两端电压为2.1 V ，电流为0.39 A ，灯泡的电功率为P＝UI ＝2.1×0.39 W ≈0.82 W.[答案]见解析。
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 实验11 传感器的简单应用真题
传感器的简单应用高考真题1.(2011·江苏卷)(多选)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是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：热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，以上两种元件均可作为传感器，B、C正确．答案：BC2.(2013·江苏卷)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．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )A.R M变大，且R越大，U增大越明显B.R M变大，且R越小，U增大越明显C.R M变小，且R越大，U增大越明显D.R M变小，且R越小，U增大越明显解析：电阻R M变化时S两端电压U增大，说明电阻R M变小．同时，传感器M对全电路的控制是通过其电阻R M的变化来实现的．运用极值法：若R趋近于无限大，电阻R M与R的并联电阻的变化就等于R M的变化；若R为有限值，则R M与R的并联电阻的变化就会小一些．所以，R越大，电阻R M阻值减小同样的数值时，U增大的数值越大，即越明显，C正确．答案：C3.(2012·江苏卷)(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示．铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )A.家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B.家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D.地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起解析：当电路正常工作时，电流经火线流入用电器，再经零线流回．由于火线和零线并行绕在铁芯左侧，火线和零线中的电流反向，合磁通量为零，A、B正确．用电器短路后，火线和零线中电流仍然等大、反向，铁芯中无磁通量，开关不会被电磁铁吸起，C错误．当地面上的人接触火线发生触电时，火线中的电流经人体流入大地，由于电磁感应，L2产生感应电流，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路，D正确．答案：ABD。
广东2011高考物理一轮复习第十章实验十二《传感器的简单使用》试题
第十章节实验十二传感器的简单使用1．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用，在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是 ( ) A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C三个说法均正确；交变电流、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．答案为 D.答案：D2．传感器是一种采集信息的重要器件．图实－12－9所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．图实－12－9 现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联，组成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时 ( ) A．电容器的电容将减小B．灵敏电流表指针在正中央零刻线处C．灵敏电流表指针向左偏转D．灵敏电流表指针向右偏转解析：当待测压力增大时，电容器板间距离缩小，由C＝εr S4πkd知，电容器的电容增大，A错；由于电容器与电源相连，故电压U不变，由Q＝CU知，电容器的电荷量将增加，即电容器需充电，故电流从电流表的正接线柱流入，指针将向右偏转，B、C错误，D正确．答案：D3．如图实－12－10所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图．图实－12－10(1)为了通过测量得到如图实－12－10所示I－U关系的完整曲线，在图实－12－11所示的a和b两个电路中应选择的是图________，简要说明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)图实－12－11(2)在图c所示的电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1＝250Ω.则热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω.(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子_______________________________________________________________________.解析：由于图中要求测量多组数据，所需电压调节范围较大，且从零开始变化，所以应选用分压电路，即图a；根据欧姆定律可以先求出R1的电流I1＝36 mA，所以热敏电阻和R2电流为I2＝I－I1＝34 mA，由图可读出热敏电阻在34 mA时的电压为5.2 V，则R2两端电压为 3.8 V，即可求出R2＝111.8 Ω.答案：(1)a 电压可从0 V调到所需电压，调节范围较大(2)5.2 111.8(111.6～112.0均可)(3)热敏温度计(提出其他实例，只要合理均可)4．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量．热敏电阻随温度变化的图象如图实－12－12甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：图实－12－12(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在________(填“a”或“b”)．(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向________移动(填“左”或“右”)．(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是________________________________．解析：(1)温度过高时，热敏电阻阻值很小，左边电路电流很大，螺线管中产生的强磁场使竖直金属片与a接触，此时报警器工作，则c应接触a才能使电路接通．(2)使启动报警的温度提高些，即要求温度更高时竖直金属片与a接触，而温度更高时热敏电阻更小，要电流不至于过早变大而报警，则应提高滑动变阻器的电阻，故滑动变阻器滑片P应向左移动．(3)在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触，这可能由多种原因造成，如：①电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；②弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力等．答案：(1)a(2)左(3)见解析5．一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不产生臭氧．现在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R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 Ω、黑暗时为1000 Ω，允许通过的最大电流为 3 mA；电源E的电压为36 V、内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S和导线若干．臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图实－12－13所示．设计一个满足上述要求电路图，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) 图实－12－13解析：臭氧发生器正常工作时电流I＝2410×103A＝24×10－4 A＝2.4 mA.R1允许通过的最大电流为 3 mA，所以用R1与P串联，由于滑动变阻器值R2远小于P的电阻，所以采用滑动变阻器分压式接法．电路如图所示．答案：见解析图6．如图实－12－14所示是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图．利用电压表(内电阻很大)的示数来指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零．设变阻器的总电阻为R，总长度为L，图实－12－14 电源电动势为E，内阻为r，限流电阻为R0，弹簧的劲度系数为k.若不计一切摩擦和其他阻力，求出电压表示数U x与所称物体质量m的关系式．解析：由胡克定律知mg＝kx，R连入电路中的有效电阻R x＝xLR＝mgRkL，根据闭合电路的欧姆定律可知I＝ER0＋r＋R x，则U x＝IR x＝mgERkL(R0＋r)＋mgR.答案：U x＝mgERkL(R0＋r)＋mgR7．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，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为 4 Ω～5 Ω.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 Ω)、直流电压表(内阻约 5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干．(1)在下面的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．(2)根据电路图，在图实－12－15所示的实物图上连线．图实－12－15(3)简要写出完成接线后的主要实验________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：由于常温下热敏电阻的阻值为 4 Ω～5 Ω，与电流表内阻很接近，故采用外接法；又因特征曲线尽量完整，电压表、电流表读数范围大，故滑动变阻器采用分压式．答案：(1)电路图如图所示．(2)实物图如图所示．(3)①往保温杯中加一些热水，待温度稳定时读出温度计的值；②调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；③重复步骤①、②，测量不同温度下的数据；④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．。
高考物理大一轮复习 十一 传感器的简单用
拾躲市安息阳光实验学校实验十一传感器的简单应用1. 科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获度诺贝尔物理学奖．CCD是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．干电池解析发光二极管有单向导电性，A错；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，B、C对；干电池是电源，D错．答案BC2．度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”，基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )．A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C ．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析电阻在电路中对直流电和交流电都有阻碍作用，将电能转换为热能，故D项错．答案D3.如实图11－1所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明( )．A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小C．半导体材料温度升高时，导电性能变差D ．半导体材料温度升高时，导电性能变好答案BD4. 如实图11－2所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化是________，发生这一现象的主要原因是________(填字母代号)．A．小灯泡的电阻发生了变化实图11－1实图11－2B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化解析电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据闭合电路欧姆定律I＝ER＋r可知，电流减小，小灯泡的实际功率减小，所以变暗．答案变暗C5．如实图11－3所示，一热敏电阻R T放在控温容器M 内；为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；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999.9 Ω；S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(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：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度，使得R T 的温度为95 ℃.c．把电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．d．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录______．e．将R T的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e、f.解析(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的电流相等时，外电路的总电阻相等，所以95 ℃和T1时R T对应的电路的电阻相等，有150 Ω＋R0＝R T1＋R1，即R T1＝R0－R1＋150 Ω.答案(1)实验原理电路图如图所示(2)d.电阻箱的读数R0e．仍为I0电阻箱的读数R1f．R0－R1＋150 Ω6．一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于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，要求它在有光实图11－3照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 Ω、黑暗时为1 000 Ω、允许通过的最大电流为3 mA；电源E 的电压为36 V、内阻不实图11－4计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100 Ω、允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S和导线若干．臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如实图11－4所示．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)．解析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．答案见解析。
高考物理一轮总复习 必修部分 第10章 交变电流 传感器 实验11 传感器的简单使用随堂训练
实验11 传感器的简单使用1．[2015·课标全国卷Ⅰ]某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。
所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R ＝0.20 m)。
完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg ；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg ；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧。
此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小车，记录各次的m 值如下表所示： 序号 12 3 4 5 m (kg) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90(4)；小车通过最低点时的速度大小为________m/s 。
(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留2位有效数字)答案 (2)1.40 (4)7.9 1.4解析 (2)示数为1.40 kg ，注意估读。
(4)小车经过凹形桥最低点时对桥的压力N ＝mg －M 桥g ＝(1.81－1.00)×9.80 N＝7.9 N ，小车通过最低点时受到的支持力N ′＝N ＝7.9 N ，小车质量m 车＝1.40 kg －1.00 kg ＝0.40 kg ，由N ′－m 车g ＝m 车v 2R，解得v ≈1.4 m/s。
2. [2015·重庆高考]同学们测量某电阻丝的电阻R x ，所用电流表的内阻与R x 相当，电压表可视为理想电压表。
①若使用图甲所示电路图进行实验，要使得R x的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的________点(选填“b”或“c”)。
②测得电阻丝的UI图如图乙所示，则R x为________Ω(保留两位有效数字)。
③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态。
某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化。
高考物理一轮复习专题46传感器的简单使用(测)(含解析)
专题46 传感器的简单使用（测）【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中．1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．关于传感器，下列说法中正确的是：（）A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号，B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大【答案】B【名师点睛】该题考查常见的传感器的特点与应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可做好这一类的题目。
2．如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱，断电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，对其工作方式有下列判断：（）①A、B间接控制电路，C、D间接被控电路②A、B间接被控电路，C、D间接控制电路③流过L的电流减小时，C、D间电路断开④流过L的电流增大时， C、D间电路断开以下组合的两项都正确的是A．①③ B．②④ C．①④ D．②③【答案】A【解析】当较小的电流经过接线柱AB流入线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使CD两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过CD带动机器工作了．故①正确，②错误；流过L的电流减小时，线圈L产生的磁场减弱，对衔铁P的吸引力减弱，使CD两个接线柱所连的触点断开，故③正确④错误，故A 正确；【名师点睛】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析解答．3．电源、开关S 和S′、定值电阻R 1、光敏电阻R 2和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S 、S′闭合，并且无光照射光敏电阻R 2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M 点．当用强光照射光敏电阻R 2时，光敏电阻的阻值变小，则： （ ）A ．液滴向下运动B ．液滴仍然静止C ．R 2两端的电势差是否升高无法分析D ．当光照强度不变时断开S′，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比A 点的电势高【答案】D【名师点睛】该电路1R 和2R 串联，电容器两端间的电压等于1R 两端间的电压，当用强光照射光敏电阻2R 时，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律分析电流的变化，得到两个电阻的电压变化和电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化。
高考物理复习 第10章 实验11 传感器的简单使用训练题 新人教版
实验十一传感器的简单使用考纲解读1.知道什么是传感器.2.知道热敏电阻和光敏电阻的作用.3.会讨论常见的各种传感器的工作原理、元件特征及设计方案.4.会设计简单的温度报警器．基本实验要求Ⅰ研究热敏电阻的特性1．实验原理闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．2．实验器材半导体热敏电阻、多用电表、温度计、烧杯、凉水和热水．3．实验步骤(1)按实验原理图连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；(2)把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录．4．数据处理在图1坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．5．实验结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．图16．注意事项实验时，加热水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．基本实验要求Ⅱ研究光敏电阻的光敏特性1．实验原理闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．2．实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线．3．实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．(4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．4．数据处理根据记录数据分析光敏电阻的特性．5．实验结论(1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小．(2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．6．注意事项(1)实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少来达到实验目的．(2)欧姆表每次换挡后都要重新调零.考点一热敏电阻的实际应用例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________(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°C(如图1甲所示)，则25°C的刻度应在20°C的刻度的________(填“左”或“右”)侧．甲乙图1(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，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路．解析(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大．故电路中电流会减小．(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25°C的刻度应对应较大电流，故在20°C的刻度的右侧．(3)电路如图所示．答案(1)小(2)右(3)见解析图考点二光敏电阻传感器例2 为了节能和环保，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)．某光敏电阻R OS在不同照度下的阻值如下表所示：(1)并说明阻值随照度变化的特点．图2(2)如图3所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)图3提供的器材如下：光敏电阻R OS(符号，阻值见上表)直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ (限选其中之一并在图中标出)开关S及导线若干．解析(1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1.此电路的原理图如图所示．答案见解析考点三力电传感器的实际应用例3 图4所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g.为理想电压表．当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零．在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移．由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k.图4(1)写出m 、U 与k 之间所满足的关系式．(2)已知E ＝1.50 V ，L ＝12.0 cm ，g ＝9.80 m/s 2.测量结果如下表：图5②m －U 直线的斜率为________kg/V ；③弹簧的劲度系数k ＝________N/m(结果均保留三位有效数字)． 解析 (1)设放置质量m 的物体时弹簧压缩量为x ，则有mg ＝kx又U ＝x LE 解得m ＝Lk EgU .(2)①用描点法作图，作出的图象如图所示．②选取(0,0)、(0.90,9)两点，则斜率为Δm ΔU ＝9－00.90－0kg/V ＝10.0 kg/V.③因m ＝Lk Eg U ，故Lk Eg ＝ΔmΔU ，k ＝Δm ΔU ·Eg L ＝10.0×1.50×9.800.120N/m ＝1.23×103 N/m. 答案 (1)m ＝LkEgU (2)①见解析图 ②10.0 ③1.23×1031． 关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( )A ．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B ．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C ．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D ．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量 答案 C解析 传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A 、B 、D 错，C 对．2． (2011·江苏·6)美国科学家Willard S. Boyle 与George E. Smith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD 是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 ．干电池答案 BC3． 为了保护电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的就是温度传感器，常用的温度传感器有两种：一种是用金属做的热电阻；另一种是用半导体做的热敏电阻．关于这两种温度传感器的特点，下列说法正确的是( )A ．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B ．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C ．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D ．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小 答案 AD解析 金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小，故选A 、D.4． 如图6(a)所示，光敏电阻R 2上加上如图(b)所示的光照，那么R 2两端的电压变化是下列图中的( )图6答案 B解析光敏电阻阻值随光照的增强而减小，根据题图乙知R2两端的电压随之同频率地先减小后增大，但不会是零，所以选B.5. 如图7所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器．值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( ) 图7A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变小D．I变小，U变大答案 C解析当传感器R3所在处出现火情时，温度升高，R3阻值变小，电路的总电阻变小，电路的总电流变大．r两端的电压变大，所以路端电压(即报警器两端的电压U)变小；又R1两端的电压变大，R2与R3的并联电压变小，所以流过R2的电流(即显示器的电流I)变小．6．如图8所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时 ( )A．电压表的示数增大B．R2中电流减小图8C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大答案ABC解析当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，A项正确，D项错误；由路端电压减小，R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故C项正确．7．一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于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R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω，允许通过的最大电流为3 mA；电源E的电压为36 V，内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A；一个开图9关S和导线若干．臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图9所示．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.(电路图画在虚线框内)答案见解析图解析为了能控制臭氧发生器，应该用滑动变阻器的分压式接法，有光照时P能正常工作，无光照时P不工作．电路图如图所示：8．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求该特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4 Ω～5 Ω.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 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干．(1)在下面的虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．(2)根据电路图，在图10的实物图上连线．图10(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤．答案见解析解析(1)为获得更多的数据，应使电压从零开始变化，故应采用分压电路．由于待测热敏电阻阻值约4 Ω～5 Ω，故应采用电流表外接法，电路图如图所示．(2)按电路图连接实物图如图所示．(3)①往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计示数；②调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值并记录；③重复①、②，测量不同温度下的电流表和电压表的值并作记录；④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．。
高三物理人教版一轮教师用书：第11章 实验12 传感器的简单应用 Word版含解析
实验十二传感器的简单应用(对应学生用书第208页)一、实验目的1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件．2．了解传感器的简单应用．二、实验原理1．传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．2．工作过程三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．四、注意事项1．在做热敏电阻实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．2．光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度．五、实验过程(一)研究光敏电阻的光敏特性1．实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、学生电源按如图实-12-1所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；图实-12-1(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；(3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录；(4)用手掌(或黑纸)遮光时光敏电阻阻值又是多少，并记录．2．数据处理把记录的结果填入表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性．结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大．(二)研究热敏电阻的热敏特性1．实验步骤(1)按如图实-12-2所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；图实-12-2(2)把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录．2．数据处理(1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中，分析热敏电阻的特性．(2)在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．(3)根据实验数据和R-t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．(对应学生用书第208页)考点一| 热敏电阻的原理及应用某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图实-12-3的实物图上连线．图实-12-3(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图实-12-4所示的R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式：R＝________＋________t(Ω)．图实-12-4[解析] (3)根据R ＝U I 就可求出不同温度下热敏电阻的阻值，并据此绘得R -t 图线．在图线上取两点，当t 1＝10 ℃时，R 1＝104 Ω，当t 2＝60 ℃时，R 2＝124 Ω，R -t 图线的斜率为R 2－R 1t 2－t 1＝0.4；将图线延长，图线交于原点，说明t ＝0 ℃时的电阻为100 Ω，故R -t 关系式为R ＝100＋0.4t (Ω)．[答案](1)如图所示(2)②读取温度计示数 读取电压表示数(3)100 0.4(2016·全国Ⅰ卷)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 ℃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 Ω)，直流电源(输出电压为U ，内阻不计)，滑动变阻器R 1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R 2(最大阻值为2 000 Ω)，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 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．图实-12-5(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________Ω；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)电路图连接如图．(2)报警器开始报警时，对整个回路有U＝I c (R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变阻器应选择R2.(3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流I＝18650.0 A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏．②开关应先向c 端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止．[答案](1)连线如解析图所示(2) R2(3)①650.0b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报警器开始报警考点二| 光敏电阻的应用为了节能和环保，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)．某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表：并说明阻值随照度变化的特点．图实-12-6(2)如图实-12-7所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)图实-12-7提供的器材：光敏电阻R P(符号阻值见上表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干.【导学号：84370484】[解析](1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．由图可知光敏电阻阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1.此电路的原理图如图所示．[答案]见解析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，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U-I图线，如图乙所示．甲乙(1)根据U-I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；(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，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.[解析](1)光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，结合图乙知正常光照射时R 1＝U 1I 1＝ 2.4 V 0.8×10－3A ＝3 000 Ω，强光照射时R 2＝U 2I 2＝0.8 V 4.0×10－3A＝200 Ω；(2)实验电路采用的是毫安表内接法，测得的结果比真实值偏大，当待测电阻远大于毫安表电阻时实验误差较小，所以强光照射时误差较大；强光照射时采用毫安表外接法实验结果较为准确．[答案](1)3 000 200 (2)强光照射时 外接考点三| 传感器在实际中的应用利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等．图实-12-8甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U -I 关系图线．甲 乙丙图实-12-8(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0～10 Ω)、滑动变阻器B (阻值范围0～100 Ω)、电动势为6 V 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 ”)；请在图实-12-9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实-12-8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3 V．则此时小灯泡的电功率为________W，电源的内阻为________Ω.[答案](1)A实验电路图如图所示(2)0.69(0.66～0.72均可) 2.33(2.00～2.67均可)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表○A (实质是理想电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，g取10 m/s2.请作答：(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，这个人的质量是________kg.[解析](1)由题表格知，踏板空载时，压力传感器的电阻R＝300 Ω，此时○A中电流I＝UR＝4.8300A＝1.6×10－2 A.(2)当电流I′＝20 mA＝2×10－2 A时，压力传感器的电阻R′＝UI′＝4.82×10－2Ω＝240 Ω，由表格可知，这个人受到的重力为500 N，此人质量为50 kg.[答案](1)1.6×10－2(2)50[随堂训练]1．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实-12-9所示，继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示．12变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻R t、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、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”)．图实-12-9图实-12-10(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，则应将如图实-12-10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．在图实-12-9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，下列操作步骤的正确顺序是________．(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108.1 Ω[解析](1)若实现对30 ℃温度的控制继电器和R t的电压U＝0.015×(20＋199.5) V≈3.29 V因此符合要求的电源应选E2.若实现对80 ℃温度的控制对全电路有U＝I(R继＋R t＋R)即6 V＝0.015 A×(20 Ω＋49.1 Ω＋R)解得R＝330.9 Ω.因此滑动变阻器应选R2.(2)用多用电表测量直流电压时，选择开关应旋至C(直流电压挡)．(3)a、b间电压为0，指针不偏转．接入a、c时，多用电表与电源等构成回路，指针偏转．(4)连接电路时，先用电阻箱代替热敏电阻，调节滑动变阻器阻值，衔铁被吸合时，调节完毕，移除电阻箱换为热敏电阻即可，正确的顺序为⑤④②③①.[答案](1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)⑤④②③①2．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照度的变化而发生变化的元件(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表中所示，根据表中已知数据，在如图实-12-11所示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1.0 lx时的电阻约为________kΩ.图实-12-11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．图实-12-12(3)用多用电表“×10 Ω”档，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图实-12-13所示，则线圈的电阻为________Ω.已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合．图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750Ω，1 A)．要求天色渐暗照度降低至1.0 lx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.【导学号：84370485】图实-12-13[解析](1)由描点绘出的图象可以找出照度为1.0 lx时光敏电阻的阻值为2.0 kΩ；(2)电源与开关、滑动变阻器、光敏电阻和电磁铁串联起来．当受光照作用较强时，光敏电阻阻值较小，通过电磁铁的电流较大，对衔铁磁力增大，与触点C 接通，此时应使路灯不亮，故路灯应接在AB之间；(3)多用电表读数为14，乘以倍率“×10”，故线圈电阻为140 Ω.由闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻达到3 kΩ时，电路接通，故滑动变阻器电阻应与光敏电阻同一数量级，故滑动变阻器选择R3.天色更暗，光敏电阻阻值增大，为使路灯此时点亮，则滑动变阻器电阻应减小．[答案](1)2.0(误差允许范围内均对)(2)AB接线图如图所示(3)140R3减小(2017·郑州模拟)实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围0～20 Ω)、滑动变阻器R2(阻值变化范围0～1 000 Ω)、电动势适当的电源、小灯泡(4 V,2 W)、开关、导线若干．(1)要完整地描绘小灯泡的U-I曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号．(2)实验中描绘出的小灯泡U-I曲线如图所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而________(填“增大”“减小”或“不变”)．(3)如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图甲所示，图中R0是阻值为9.0 Ω的保护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的U-I图象，由图象可求出电源自身内阻约为________Ω.甲乙(4)若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图乙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为________W.[解析](1)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变压器要采用分压接法，由于灯泡的阻值较小，电流表应用外接法，电路图如图所示．(2)由图示U -I 图象可知，随电压和电流的增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，电压与电流的比值增大，由此可知，灯泡灯丝电阻随温度升高而增大． (3)根据表中数据作出电源U -I 图象如图所示，由图示图象可知，电源内阻r ＝ΔUΔI －R 0＝60.6 Ω－9 Ω＝1 Ω.(4)由图示图象可知，灯泡两端电压为2.1 V ，电流为0.39 A ，灯泡的电功率为P ＝UI ＝2.1×0.39 W ≈0.82 W. [答案] 见解析。
高考物理十年试题分类解析 传感器的简单用
拾躲市安息阳光实验学校十年高考试题分类解析-物理1：（2010新课标卷）用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R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1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R T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1所示，图中的电压表内阻很大. R L的测量结果如表l所示.温度t （℃）30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0R L的阻值（Ω）54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7回答下列问题(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线.(2)为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出R L-t关系图线。
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为____，电压表的读数为_ __.此时等效电阻R L的阻值为_ __：热敏电阻所处环境的温度约为____.2.（2010·全国理综I）图1是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。
当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。
（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2s ，则圆盘的转速为_______转/s。
（保留3位有效数字）（2）若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________ cm。
（保留3位有效数字）答案：（1）4.55 （2）1.46解析：（1）由图2可知，横坐标所显示的22小格为圆盘转动的周期，根据题述每大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2s ，每小格对应的时间为1.00×10-2 s，由此可得圆盘转动的周期T=22×1.00×10-2 s=0.22s。
高考一轮复习【实验十一】《传感器的简单使用》理论指导(含答案)
【创新方案】2019年高考物理一轮复习实验十一传感器的简单使用(1)了解传感器的工作原理，知道热敏电阻、光敏电阻等敏感元件的特性。
(2)了解传感器在技术上的简单应用。
(1)传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。
(2)工作过程如图：热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
1．研究热敏电阻的热敏特性图实－11－1(1)实验步骤：①按如图实－11－1所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；②把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；③向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；④将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录。
(2)数据处理：①根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中，分析热敏电阻的特性。
次数待测量温度(℃)电阻(Ω)②在坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。
③图实－11－2根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。
2．研究光敏电阻的光敏特性(1)实验步骤：①将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如图实－11－3所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；图实－11－3②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；③打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；④用手掌(或黑纸)遮光时的电阻值又是多少，并记录。
(2)数据处理：把记录的结果填入表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性。
光照强度弱中强无光照射阻值(Ω)结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大。
(1)在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。
《传感器原理及应用》的试题1及答案
《传感器原理及应用》的试题1及答案目录《传感器原理及应用》的试题1及答案 (1)一、填空（30分，每空1.5分） (2)二、选择题(30分，每题2分) (2)三、证明题 (4)四、计算题 (4)五、计算题 (4)参考答案 (5)一、填空题 (5)二、选择题 (5)三、证明题 (5)四、计算题 (5)五、计算题 (5)一、填空（30分，每空1.5分）1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。
该表可能出现的最大误差为，当测量100℃时的示值相对误差为。
2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。
3、传感器由、、三部分组成。
4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。
5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是。
6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。
二、选择题(30分，每题2分)1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。
A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。
A、热端直径B、热端和冷端的温度C、热端和冷端的温差D、热电极的电导率3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。
A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响7、当石英晶体受压时，电荷产生在。
A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。
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第十章节实验十二传感器的简单使用1．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用，在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是()
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
2．传感器是一种采集信息的重要器件．图实－12－9所示是一种测
定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一
个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加
在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．图实－12－9 现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联，组成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时()
A．电容器的电容将减小
B．灵敏电流表指针在正中央零刻线处
C．灵敏电流表指针向左偏转
D．灵敏电流表指针向右偏转
3．如图实－12－10所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图．
图实－12－10
(1)为了通过测量得到如图实－12－10所示I－U关系的完整曲线，在图实－12－11所
示的a和b两个电路中应选择的是图________，简要说明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.
(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)
图实－12－11
(2)在图c所示的电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1＝250
Ω.则热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω.
(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子
_______________________________________________________________________.
4．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量．热敏电阻随温度变化的图象如图实－12－12甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：
图实－12－12
(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在________(填“a”或“b”)．
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向________移动(填“左”或
“右”)．
(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能
使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是________________________________．
5．一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不产生臭氧．现在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R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 Ω、黑暗时为1000 Ω，允许通过的最大电流为3 mA；电源E的电压为36 V、内阻不计；
另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S 和导线若干．
臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图实－12－13所示．设计一个满足上述要求
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) 图实－12－13
6．如图实－12－14所示是某同学在科技制作活动中自制的电
子秤原理图．利用电压表(内电阻很大)的示数来指示物体的质
量．托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑
动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，
电压表的示数为零．设变阻器的总电阻为R，总长度为L，图实－12－14
电源电动势为E，内阻为r，限流电阻为R0，弹簧的劲度系数为k.若不计一切摩擦和其他阻力，求出电压表示数U x与所称物体质量m的关系式．
7．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，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为4 Ω～5 Ω.
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 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干．
(1)在下面的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．
(2)根据电路图，在图实－12－15所示的实物图上连线．
图实－12－15
(3)简要写出完成接线后的主要实验
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.。