2024届高考物理一轮复习专题十一交变电流实验十一传感器的简单使用练习含答案

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实验十一　传感器的简单使用知识巩固练1.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RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时              (　　)A.RM变大，且R越大，U增大越明显B.RM变大，且R越小，U增大越明显C.RM变小，且R越大，U增大越明显D.RM变小，且R越小，U增大越明显【答案】C2.利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高.(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”). (2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示)，则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的________(填“左”或“右”)侧. (3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路.　　　　　　　　甲　　　　　　　　　  　　乙【答案】(1)小　(2)右　(3)见解析图 【解析】(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大，故电路中电流会减小.(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度应对应较大电流，故在20 ℃的刻度右侧.(3)电路如图所示.综合提升练3.(2022年潍坊模拟)市面上有一种铜热电阻温度传感器Cu50(如图甲所示)，铜热电阻封装在传感器的探头内.某物理兴趣小组查到了热电阻Cu50的阻值随温度变化的一些信息，并绘制出了如图乙所示图像.该小组想利用这种传感器制作一个温度计，他们准备的实验器材如下：干电池，电动势为1.5 V，内阻不计；灵敏毫安表，量程20 mA，内阻为15 Ω；电阻箱；开关、导线若干.(1)若直接将干电池、开关、灵敏毫安表、铜热电阻温度传感器Cu50串接成一个电路作为测温装置，则该电路能测的最低温度为________℃. (2)该实验小组为了使温度从0 ℃开始测量，又设计了如图丙所示的电路图，其中R为铜热电阻，R1为电阻箱，并进行了如下操作：a.将传感器探头放入冰水混合物中，过一段时间后闭合开关，调节电阻箱R1，使毫安表指针满偏，此时R1＝________Ω. b.保持电阻箱的阻值不变，把传感器探头放入温水中，过一段时间后闭合开关，发现毫安表的读数为18.0 mA，则温水的温度为________.(保留2位有效数字) c.写出毫安表的电流值I(A)和温度t(℃)的关系式________. d.根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值，这样就可以通过毫安表的表盘直接读出被测物体的温度.(3)若干电池用久了后其电动势不变，而内阻明显变大，其他条件不变.若使用此温度计前按题(2)中a步骤的操作进行了调节，仍使毫安表指针满偏，测量结果将会______(填“偏大”“偏小”或“不变”). 【答案】(1)50　(2)10　42　I＝(3)不变 【解析】(1)由题意知电流表量程为20 mA，所以电路的总电阻最小为Rmin＝ Ω＝75 Ω，所以热电阻的阻值为R＝Rmin－RA＝75 Ω－15 Ω＝60 Ω，由R－t图像可知R＝50＋0.2t，解得t＝50 ℃.(2)将传感器探头放入冰水混合物中，此时温度为0 ℃，由图像可得，此时热电阻为R＝50 Ω，过一段时间后闭合开关，调节电阻箱R1，使毫安表指针满偏，此时R1＝Rmin－RA－R＝75 Ω－15 Ω－50 Ω＝10 Ω，当电流为18 mA时，热电阻为R＝ Ω－15 Ω－10 Ω≈58.3 Ω，所以此时温度为t'＝ ℃＝41.5 ℃≈42 ℃，由题意可得－25＝50＋0.2t.则毫安表的电流值I(A)和温度t(℃)的关系式为I＝，(3)因为在操作a步骤时，要调节滑动变阻器使电流表满偏，当电源内阻增大时，会将滑动变阻器电阻调小，但总和不变，所以对结果无影响.