中考物理专题41 中考传感器问题(原卷版)

专题41中考传感器问题

传感器它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按一定规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。即传感器能将被测信号量的微小变化转换成电信号的变化。近几年来，各地年中考出现以传感器件为背景的试题，综合考查学生的基础知识和技能。希望毕业班学生在中考复习时要重视这类问题。

【例题】（2020湖南常德）某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系，已接入电路中的器材有∶电源、电压表V2、阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器R1、单刀开关S1，如图甲所示∶置于温控室（图中虚线区域，温度可调且自动显示）中的热敏电阻R T暂未接入电路，符号如图a所示。可供选择的器材有∶电压表V2、电阻箱R2（阻值可以直接读出的变阻器），符号如图b所示单刀开关2只，导线若干。

(1)小明同学选择电压表V2与热敏电阻R T按图乙所示接入MN之间。在闭合S1前，图乙中R1的滑片应移动到_____（填“A”或“B”）端；当温控室的温度为t1时，两电压表示数分别为U1、U2，则此时热敏电阻的阻值R T=______ （用已知量和测量值表示）。

(2)小惠同学没有选择电压表V2，而是选择了电阻箱R2，请你在图甲中帮她完善电路图。______

(3)在小惠设计的实验中，热敏电阻的阻值R T ，满足的关系式为______________。

A ． R T =R 0 B. R T =R 1 C.R T =R 2

(4)通过实验探究，小明和小惠都得出了热敏电阻阻值随温度变化的规律，如图丙中的图像曲线所示，此规律是∶___________________________。

【对点练习】如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．其中S 为激光源，R 1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R 2为定值保护电阻，a 、b 间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响）．水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S 与R 1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住．若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示．已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V ，保护电阻R 2的阻值为400Ω．则（ ）

A ．有光照射时光敏电阻R 1的阻值为800Ω

B ．有光照射和无光照射时保护电阻R 2两端的电压之比为1：2

C ．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2

的

D．每lh通过S与R1之间的产品个数为6000个

【对点练习】体感器的可以把力学物理量转化成电学信号，然后通过相互之间的函数关系，直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器，工作原理如图所示，其中M、N均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线（电阻大小不计），弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压恒为12V，已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S，压力F0=0时，滑片P在最上端；压力F1=1N时，电流表示数为1A，电压示数为3V，当滑片P滑至最下端时，电压表示数为7.5V．求：

（1）定值电阻R1的大小；压力F1与R2阻值之比k；

（2）当滑片P滑至最下端时，压力F2的大小；

（3）压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。

一、选择题

1.如图所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示．据图可知金属杆重（）

A．5 N B．10 N C．20 N D．40 N

2．压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的．小聪同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路，要求压力增大时电表示数增大．以下电路不符合要求的是（）

A B C D

3．图是一种输液时所用报警电路：电源电压恒定，R为定值电阻，闭合开关S，贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后，其电阻R M发生变化，导致电压表的示数增大而触犯警报器（图中未画出）报警，则M接触药液后（）

A．M的电阻R M变大

B．电路消耗的总功率变大

C．电压表与电流表的示数乘积不变

D．电压表与电流表的示数之比变大

4. 如图所示是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8V，R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时，R2=60Ω，此时电压表示数为2V。以下说法错误的是（）

A. 若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大

B. 定值电阻R1的阻值为20Ω

C. 酒精浓度为0时，电路消耗的总功率为0.6W

D. 若电流表示数达到0.2A时，表示酒驾，此时R2消耗的电功率为0.8W2V

6V =1

3

P′=I2R2′=(0.2A)2×20Ω=0.8W

5.某小组同学利用由硫化镉半导体材料制成的光敏电阻、电压恒定的电源、电流表、电键和导线组成电路，并用强度相同的不同光，做了如图（a）、（b）、（c）所示的三次实验。下列说法正确的是（）

A.“探究由光敏电阻的阻值特性与照射的光线种类的关系”

B.比较（a）和（b）两图可以发现：该光敏电阻的电阻值特性与红外光线无关。

C.比较（a）和（c）两图可以发现：在电压一定时，用强度相同的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体材料制成的光敏电阻上，通过光敏电阻的电流是不相等的，用紫外光线照射时通过的电流较大，因此该光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关，用紫外光线照射时其电阻值较小。

D.根据上述研究情况，可以提出一个进一步研究的问题是“是否所有的光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关？”。

二、填空题

6．在创客比赛中，晓光设计了一个暖箱温度显示器，如图甲所示，其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度，已知电源电压恒定为4V，R0的阻值为150Ω，R1是热敏电阻，图乙是它的阻值--温度的关系图象，当暖箱内温度为60℃时，电压表的示数是V；电压表的量程为0～3V，则暖箱内的最高温度是℃．若将R0换用阻值更大的电阻，则暖箱内能达到的最高温度将（选填“升高”“降低”或“不变”）。

7.如图甲所示是某电器中的一个电路，R是热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示；电源电压U 保持不变，R0为定值电阻。闭合开关电路工作时，随着工作环境温度的升高，电压表的示数_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；电路消耗的电功率的表达式P=________（用题中所给字母表示）；已知当温度为40℃时，定值电阻与热敏电阻的阻值相等，则温度由40℃上升到100℃时，定值电阻R0先后消耗的电功率之比是________。

三、综合应用题

8.（2020湖南岳阳）某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材