敏感电阻类综合应用题

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敏感电阻类综合应用题

1.电阻式传感器被广泛应用于测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻.一同学用如图所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R 0为定值电阻，R 为电阻式传感器，当控制其阻值从0变为60Ω，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示.已知电源电压恒定不变.

（1）当通过传感器的电流为0.1A 时，传感器的电阻为Ω；

（2）求P 1的值；

（3）求R 0的值

.

第1题图

1.(1)60【解析】由图像知，电流为0.5A时，传感器功率为0，所以0.5A时传感器电阻为0.当电流为0.1A时，传感器功率为P，此时传感器阻值最大，为60Ω.解：(2)传感器的电流为0.1A时，传感器的电阻R＝60Ω，所以P1＝I2R＝0.1A×0.1 A×60Ω＝0.6W

(3)因为R的阻值从0变到60Ω，分析图乙可知I＝0.1A时，R＝60Ω，R与R0串联，由题意知电源电压恒定不变，有U＝I R=0.1A×(R0＋60Ω)，当I＝0.5A时，R＝0Ω，只有R0工作，有U＝0.5A×R0，所以0.1A×(R0＋60Ω)＝0.5A×R0，解得R0＝15Ω

2.图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路.继电器线圈的电阻为150Ω.当线圈中电流大于或等于28mA时，继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池的电压为6V，图中“电源”是恒温箱加热器的电源.

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第2题图

（1）从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为Ω.（2）恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？

（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？

（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将（选填“变大”“不变”或“变小”）.

2.(1)90(2)A、B端【解析】(1)从图像甲中可得50℃时，热敏电阻R的阻值为90Ω；(2)在温度过低时，由图像甲知热敏电阻R阻值增大，电路中的电流很小，电磁铁磁性很弱无法吸下衔铁，动触点K与上触点接通，此时恒温箱加热器需要

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工作来调节温度．所以应该把恒温箱加热器连接在上触点所在的电路中，即A、B 端；

(3)解：当恒温箱温度为100℃时，由图甲可知热敏电阻R＝50Ω；此时控制电路

中的电流：I＝

6V=

50+150

U

R

控

总

ΩΩ

0.03A＝30mA>28mA，所以衔铁会被吸下，

恒温箱加热器处于不工作状态；

(4)变大【解析】在电压一定时，增大控制电路的电阻，会使控制电路中的电流减小，衔铁无法被吸下，导致工作电路一直处于工作状态．所以只有在温度更高时，才能使热敏电阻变小，控制电路中电流变大，从而使工作电路停止工作．所以，恒温箱加热器的最高温度将变大．

3.如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管.消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W.求：（1）关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min 所消耗的电能；

（2）正常工作时通过石英加热管R的电流和它的阻值；

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（3）若在货架上放100kg 的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间？[c 锅＝0.46×103J/（kg·℃）

]

第3题图

3.(1)t ＝10min ＝600s 由W P t

=得，臭氧发生器工作10min 消耗的电能为：W ＝P 1t ＝150W×600s ＝9×104J

(2)P 2＝P 总－P 1＝1250W －150W ＝1100W

由P ＝U I 得，加热管R 的电流：I ＝

1 100 W 220 V P U ==5A 由I ＝U R 得，加热管R 的电阻R 220 V 5 A U I ===44Ω(3)100kg 不锈钢餐具吸收的热量：

Q 吸＝c m (t －t 0)＝0.46×103J /(kg·℃)×100kg×(70℃－26℃)＝2.024×106J

不计热量损失，吸收的热量等于消耗的电能，即

Q吸＝W＝2.024×106J,加热时间

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2.20410 J1840s

1 100 W

W

t

P

⨯

===

4.某科技兴趣小组制作了一艘小潜水艇.为了测定该潜水艇的下潜深度，他们设计了如图甲所示的电路，其中电源电压

U=12V；R0是阻值为20Ω的定值电阻；A为深度表，其实质是一只量程为0～100mA的电流表；R是一种压力传感器，它用于感应压力的受力面积为60cm2，且所能承受的压力足够大，其阻值R随压力F变化的关系如图乙所示.已知水的密度为1.0×103kg／m3，g取10N／kg.问：

（1）当该潜水艇浮在水面（压力传感器未浸入水中）时，电路中的电流多大?

（2）图甲电路能测量的最大深度是多少米?

（3）在不更换压力传感器的情况下，为了增大图甲电路所能'测量的最大深度，应对该电路怎样进行改进?（写出一种方法即可）

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第4题图

4.解：（1）当潜水艇浮在水面上时，传感器受到的压力F=0，对应的电阻R=480Ω，电路中的电流I =012V 20Ω+480Ω

U R R =+=0.024A=24mA （2）潜水艇下潜的越深，受到的压力F 越大，R 越小，则电路中的电流越大．当电流I=100mA=0.1A 时，下潜最深，R 总=12 V 1200.1 A

U I ==Ω压力传感器阻值R ′=R 总-R 0=120Ω-20Ω=100Ω

由图乙得：当R ′=100Ω时，F ′=300N

∴此时受到水的压强p -42300N 6010m

F S ==⨯=5×104Pa 结合液体压强的计算公式p =ρ液gh ，

得此时水的深度h =433510Pa 1.010kg/m 10N/kg p

g ρ⨯==⨯⨯液=5m ；