第五章 本章达标检测2

第1~3节综合拔高练

五年高考练

考点　敏感元件与电学实验综合

(2018课标Ⅰ,23,10分,)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 ℃~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表(量程150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。

图(a)

实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃。实验得到的R2-t数据见下表。

回答下列问题:

(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到　　　　(填“a”或“b”)端; 

(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线;

图(b)

(3)由图(b)可得到RT在25 ℃~80 ℃范围内的温度特性。当t=44.0 ℃时,可得RT=　　　　Ω; 

(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为　　　　Ω,则手心温度为　　　　℃。 

图(c)

三年模拟练

1.(2020广东深圳育才中学高二段考,)(多选)在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示,由于这种特性,使PTC元件具有发热、保温双重功能。以下关于电热灭蚊器的判断正确的是              (　　)

A.当温度低于t1时通电,通电后,其电功率先增大,后减小

B.当温度低于t1时通电,通电后,其电功率先减小,后增大

C.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1不变

D.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1和t2之间的某一值不变

2.(2021江西南昌进贤一中高三上摸底,)光敏电阻是利用半导体制成的一种电阻,其阻值随光照强度增加而变小。某同学设计如图所示的自动控制电路,其中R是光敏电阻,R0为定值电阻,电表均可视为理想电表。闭合开关,当照射光敏电阻的光照强度增加时              (　　)

A.电压表V的示数变大

B.光敏电阻R两端的电压增大

C.灯泡L变亮

D.电流表A的示数变小

3.(2021四川巴中中学、南江中学高二上期末,)如图所示,厚度为h、宽度为d的金属导体,通有向右的电流I,磁场方向与导体前表面垂直,在导体上、下表面间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应,下列说法正确的是　              (　　)

A.金属导体中的正电荷定向移动方向向右

B.导体左、右两端间的电势差即为霍尔电压

C.金属导体中的自由电荷受到的洛伦兹力的方向向上

D.导体上表面的电势高于下表面电势

4.(2020广东汕头高三模拟,)(多选)传感器在生活中有很多应用。电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备方面应用广泛,其原理如图所示,质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧,弹簧与电容器固定在外框上,质量块可带动电介质相对于外框无摩擦地左、右移动,但不能上、下移动。下列关于该传感器的说法正确的是              (　　)

A.当电路中没有电流时,电容器所带电荷量为一定值

B.当电路中没有电流时,传感器一定处于平衡状态

C.当电路中有顺时针方向的电流时,电容器电容一定增大

D.当电路中有顺时针方向的电流时,传感器可能向左运动,也可能向右运动

5.(2021湖北武汉高三模拟,)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设计自动光控照明电路。

(1)光强(E)是表示光照强弱程度的物理量,单位为坎德拉(cd),如图甲所示是光敏电阻阻值随光强变化的图线,由此可得到的结论是:随着光强的增加,光敏电阻的阻值　　　　(填“增大”或“减小”)得越来越　　　　(填“快”或“慢”)。 

(2)如图乙为电磁继电器的构造示意图,其中L为含有铁芯的线圈,P为可绕O点转动的衔铁,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱。工作时,应将　　　　(选填“A、B”或“C、D”)接照明电路。 

甲

乙

(3)请在图丙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。

丙

(4)已知电源电动势为3 V,内阻很小,电磁铁线圈电阻R0=20.0 Ω,电流超过50 mA时可吸合衔铁。如果要求光强达到2 cd时,照明电路恰好接通,则图丙中定值电阻R定=　　　　Ω。(结果保留两位小数) 

答案全解全析

第1~3节综合拔高练

五年高考练

答案　(1)b　(2)如图所示　

　　(3)450　(4)620.0　33.0

解析　(1)滑动变阻器是限流式接法,S1闭合前,滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的位置,即b端。

　　(2)由题给数据描完点后,观察这些点的分布规律,应画一条平滑曲线,让尽可能多的点落在线上,不在线上的点要均匀分布在线的两侧。

　　(3)由R2-t图线知,当t=44.0 ℃时,RT=450 Ω。

　　(4)电阻箱的读数为(6×100+2×10+0×1+0×0.1)Ω=620.0 Ω,由R2-t图像知,当R2=620.0 Ω时,t=33.0 ℃。

三年模拟练

1.AD　在电热灭蚊器温度由初温升高到t1的过程中,电阻器的电阻率随温度的升高而减小,其电阻也随之减小,由于加在灭蚊器上的电压U保持不变,灭蚊器的电功率P增大,当t=t1时,功率达到最大;在温度由 t1升高到 t2的过程中,ρ增大,R增大,P减小,因此在t1~t2之间的某一温度会有产热功率等于散热功率,这时是保温状态。

2.A　当照射光敏电阻的光强增加时,其阻值R变小,则与灯泡并联后的阻值变小,再串联R0和电源内阻r后的总阻值变小,由闭合电路欧姆定律可知,干路电流I变大,即电流表的示数变大;电压表测量的是R0两端的电压,由UV=IR0,则电压表的示数变大,故A正确,D错误;由闭合电路欧姆定律有E=I(R0+r)+U并,因总电流I变大,则并联部分的电压变小,即光敏电阻两端的电压变小,灯泡L两端的电压变小,则灯泡变暗,故B、C错误。

3.C　金属导体中的自由电荷为电子,带负电,移动方向与电流方向相反,故A错误;导体左、右两端间的电势差为外电压,霍尔电压为磁场中自由电荷在洛伦兹力作用下移动而产生的电压,本题中的霍尔电压为金属导体上、下表面间的电压,故B错误;根据左手定则,知自由电荷所受的洛伦兹力向上,电子向上偏转,则上表面带负电,下表面带正电,上表面的电势低于下表面电势,故C正确,D错误。

4.CD　当电路中没有电流时,说明电容器处于稳定状态,因电容器的电压不变,根据电容的公式C=,当电介质插入极板间长度不一,即εr大小不同时,电容器电容也不同,因此电容器所带电荷量也不相等,选项A错误;当传感器以恒定加速度运动时,根据牛顿第二定律可知,弹簧弹力大小不变,则电容器的电容不变,因电容器两极板间的电压不变,则电容器所带的电荷量不变,此时电路中没有电流,选项B错误;当电路中有顺时针方向的电流时,说明电容器处于充电状态,根据Q=CU可知,电容器的电容在增大,选项C正确;当电路中有顺时针方向的电流时,电容器的电容在增大,则插入极板间电介质长度变长,所以传感器的加速度向右,且逐渐增大,传感器可能向左减速,也可能向右加速,选项D正确。

5.答案　(1)减小　慢　(2)C、D　(3)图见解析　(4)18.95

解析　(1)由题图甲可得到的结论是:随着光照强度的增加,光敏电阻的阻值迅速减小,进一步增大光照强度,电阻值减小得越来越慢。

(2)由电磁继电器的工作原理可知,电磁铁上的线圈连接的是控制电路,触头S连接的是工作电路,故工作时,应将C、D接照明电路。

(3)要想使照明电路正常工作,需要在光照弱时,使电磁铁线圈中电流足够大,而此时光敏电阻阻值较大,因此必须使用并联电路,且定值电阻位于干路,起到保护电路的作用,则实物电路的连接如图。

(4)由于电源内阻极小,故U控≈E电=3 V,电磁铁两端电压U0=I0R0=50×10-3×20.0 V=1 V,故定值电阻两端电压U定=U控-U0=2 V;当光强E=2 cd时,光敏电阻的阻值R=18.0 Ω,通过光敏电阻的电流I== A,故通过定值电阻的电流I定=I0+I,则R定== Ω≈18.95 Ω。