初中物理传感器的问题重点

一、温度传感器

实例一：

1（2008连云港中考试题）研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示。图中电流表量程为0～15mA（不计其电阻），电源的电压恒为3V，R′为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时其阻值R t随温度t的变化关系为R t=100+0.5t（单位为Ω）。

（1）若要把R t放入温度为0℃处

进行测量，使电流表恰好达到满量程电

流15mA，则这时滑动变阻器R′接入电

路的阻值为多大？

（2）保持（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当把测温探头R t放到某待测温度处，电流表的示数恰为10mA，则此时R t的阻值为多大？对应的温度为多高？

（3）保持（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大？

（4）若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘，则温度刻度的特点是什么？

2（2008年福建福田中考试题）1.(7分)热敏电

阻广泛应用于控制电路中，其阻值会随环境温度的改

变而改变．图甲中，电源电压U =6V，○A Array是小量程电流表，其允许通过的最大电

流为0.02 A，滑动变阻器R的铭牌上标

有“200Ω 0.3 A”字样，

R为热敏电

t

阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙

所示．闭合开关S，求：

(1)环境温度为10 ℃、电路中

电流为0.0l A时

R两端的电压．

t

(2)图甲电路可以正常工作的最高

环境温度．

3（2008南通中考试题）30．(8分)图甲和图乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图．电源电压均为20V且保持不变，定值电阻R0的阻值为30Ω．则：

(1)图甲中电流表的示数为0．3A时，热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少？

(2)图乙中电压表的量程为0—15V，热敏电阻R 的阻值随温度的变化关系如图丙所示，试求此电路能

测量的最高温度．

二、光强传感器

4（2008年镇江中考试题）30有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为光敏电阻．物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度，符号为E，国际单位为坎德拉(cd)，某光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如下表所示：

(1)分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，填,写表格空格处的电阻，并归纳出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式为R= E．

(2)小明将该光敏电阻R、电流表(量程

为0～0．6A)、电压表(量程为0~3V)、开

关、滑动变阻器R。(最大阻值为50)和电压

恒为6V的电源组成如图所示的电路，闭合

开关，调节滑动变阻器使电流表的示数为

0．4A时，电压表的示数为3．6V，此时，光敏电阻所在处的光强为多大?

(3)在上述电路中，随着电阻的变化，电流可能会超过电流表的量程，滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程．若光敏电阻处的光强在2．0 cd至4．5cd范围内，为保证不超过电表量程，求出滑动变阻器允许连入电路的阻值范围．

（2008年湖北株洲中考试题）30.（12分）光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。“光强”表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用 E 表示，国际单位为坎德拉（cd ）。实验测得光敏电阻的阻值 R 与光

强E 间的关系如图15所示，根据图象解答下列问题： （1）光敏电阻随光强的增大而 ，随光强的减小而 。

（2）当光强为 E 1 时，光敏电阻的阻值为 R 1；当光强为 E 2 时，光敏电阻的阻值为 R 2，那么它们之间的关系式为 12

R R

（用 E 1、E 2 表

示）。 （3）将光敏电阻 R 、定值电阻 R 0、电流表、开关和电源连接成图16所示电路。闭合开关，

逐渐增大光敏电阻的光照强度，那么 。（填正确答案的序号）

①电流表的读数增大，光敏电阻两端的电压也增大

②电流表的读数增大，但光敏电阻两端的电压减小

③电流表的读数减小，但光敏电阻两端的电压增大

④电流表的读数减小，光敏电阻两端的电压也减小

（4）在图16电路所示电路中，电源电压为 6V ，当光照强度为 4.5 cd 时，电流表的读数为 0.5 A 。试求定值电阻 R 0 的阻值。

三、压力传感器

（2008年无锡中考试题）在学校举行的物理创新大赛上，小明和小红所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图甲、乙所示。两装置中所用的器材与规格完全相同，压力表是由电压表改装而成，R 1为定值电阻，阻值为10Ω，R 2为滑动变阻器，规格为“10Ω lA"。金属指针OP 可在金属杆AB 上滑动，且与它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计。M 为弹

图16

光

簧，在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比。当托盘所受压力为零时，P恰好位于R2的最上端；当托盘所受压力为50N时，P恰好位于R2的最下端，此时弹簧的形变仍在弹性限度内。

(1)甲装置中，当P位于R2的最下端时，电压表的示数为3V，则电源电压是多少?

(2)甲装置中，压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上?

(3)在甲、乙两种装置中，两压力表的刻度特点有何不同?试说明理由。

（2008年广西南宁中考试题）27．(8分)为锻炼身体，小刚利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图16甲是其原理图。硬质弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R接触良好且摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω，R是一根长为5cm的均匀电阻线(阻值跟长度成正比)，其最大阻值为25Ω，电源电压为3V，电压表的量程为0～3V，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于b端。已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图16乙所示。求：

(1)小刚要把电压表的表盘改为拉力计的表盘，当不拉拉环时，拉力

计表盘上的零刻度应

标在电压表表盘的多少

伏处?

(2)闭合开关，当电压

表的指针指在1.5V时，

电阻线接入电路中的电

阻值为多少欧?此时，作用在拉环上竖直向上的拉力为多少牛?