2019届高考物理总复习 第十一章 交变电流 传感器 实验十二 传感器的简单使用随堂检测

实验十二传感器的简单使用
[学生用书P226]
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，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U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是( )
A．U越大，表示C越大，C与U成正比
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
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 x，由闭合电路欧姆定律得，
干路的电流I＝
E
r＋R0＋R＋R x
，电压表示数U＝IR0＝
ER0
r＋R0＋R＋R x
，而R x C＝k(定值)，由以上
关系式可见U越大，表示C越大，但是C与U不成正比，故B项正确．
2.
A、B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R1为光敏电阻，R2为滑动变阻器，R3为定值电阻．当R2的滑动触头P在a端时闭合开关S.此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ，电源电动势E和内阻r一定．则以下说法正确的是( )
A．若将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大
B ．保持滑动触头P 不动，用更强的光线照射R 1，则I 增大，U 增大
C ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照射R 1，则小球重新达到稳定后θ变大
D ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照射R 1，则U 的变化量的绝对值与I 的变化量的绝对值的比值不变
解析：选D.由题中电路图看出，电压表V 测量的是路端电压大小，电路稳定时R 2支路中无电流，R 2两端电压为零，将R 2的滑动触头向b 端移动不会影响电压表V 和电流表A 的读数，故选项A 错误；两极板A 、B 之间的电压等于光敏电阻R 1两端的电压，用更强的光照射
R 1，R 1的阻值变小，电路电流I 变大，路端电压U 变小，R 3两端电压变大，R 1两端电压变小，
则小球重新达到稳定后θ变小，故选项B 、C 均错误；设强光照射R 1前电压表V 和电流表A 的示数分别为U 1、I 1，强光照射R 1后电压表V 和电流表A 的示数分别为U 2、I 2，则E ＝U 1＋
I 1r ，E ＝U 2＋I 2r ，解得r ＝U 2－U 1I 1－I 2＝ΔU ΔI
，可见，选项D 正确．
3．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：选C.当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，根据I 总＝
E
R 总
，得干路中的电流变小，S 两端的电压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＝
11R ＋
1R M
＋
R S 变小，根据I 总＝E
R 总，得干路中的电流变大，S 两端的电压U ＝I 总R S 变大，而且R 越大，
R 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．
4．(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
5.
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和两个适当的定值电阻R1、R2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．
(1)根据图1所示的电路，在如图2所示的实物图上连线．
图2
(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________．
图3
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R L ＝U
I
≈43.5 Ω，结合R L －t 图象可知热敏电阻所处环境的温度约为62.5 ℃.
答案：(1)连线如图所示
(2)R L －t 关系图线如图所示
(3)115 mA 5.00 V 43.5 Ω 62.5 ℃。