1、传感器的简单使用(建议用时25分钟)1.(多选)如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时()A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大【解析】选A、B、C。当照射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流的增大而增大,电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路路端电压减小,A项正确,D项错误;由路端电压减小,R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,故B项正确;结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大,则小灯泡的功率增大,故C项正确。2.利用负温度系数热敏电阻制作的热
2、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_(选填“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 刻度的_(选填“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。(请在图乙中作图)【解析】(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时
3、,电阻增大,故电路中电流变小。(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 刻度的右侧。(3)如图所示。答案:(1)小(2)右(3)见解析图3.(2020昆明模拟)为了节能和环保,一些公共场所用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制,如图甲所示是某光敏电阻阻值随光照强度变化曲线,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为:勒克斯(lx)。(1)如图乙所示,电源电动势为3 V,内阻不计,当控制开关两端电压上升至2 V时控制开关自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0 (lx)时控制开关接通照明系统,则R1=_k。(2)某同学为了测量光敏电阻
4、在不同照度下的阻值,设计了如图戊所示的电路进行测量,电源(E=3 V,内阻未知),电阻箱(099 999)。实验时将电阻箱阻值置于最大,闭合S1,将S2与1相连,减小电阻箱阻值,使灵敏电流计的示数为I,图丙为实验时电阻箱的阻值,其读数为_k;然后将S2与2相连,调节电阻箱的阻值如图丁所示,此时灵敏电流计的示数恰好为I,则光敏电阻的阻值R0=_k(结果保留3位有效数字)。【解析】(1)电阻R1和R0串联,=,当照度为1.0 (lx)时,电阻R0=20 k,则R1=10 k;(2)由图可知,图丙的电阻为R2=62.5 k,图丁的电阻R2=22.5 k,本题采用等效法测电阻,前后两次电路中的电流相等
5、,则电路中的电阻相等,则有R2=R0+R2,所以R0=40.0 k。答案:(1)10(2)62.540.04.某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示。测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体质量成正比的输出电压U0。现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。请完成对该物体质量的测量。(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整
6、的测量电路图。(2)以下为简要的测量步骤,请将不完整处补充完整:A.调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零;B.将_放在转换器上,记下输出电压U0;C.将待测物放在转换器上,记下输出电压U1。(3)根据以上测量,可求出:比例系数k=_,待测物体的质量m=_。(4)请设想实验中可能会出现的一个问题:_。【解析】(1)根据“可测得与物体的质量成正比的输出电压U”可知输出端应接电压表。又根据“为了使输入电路的电压调节范围尽可能大”可知:必须用滑动变阻器在输入端组成分压电路。设计的电路如图所示。(2)测量步骤与结果:调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为零;将质量为m0的砝码放在转换器上,记下输出电压U0;将待测物放在转换器上,记下输出电压U1,则 U0=km0g,U1=kmg。(3)根据以上测量,可得:k=,所以m=。(4)该实验中可能会出现的问题有:因电源电压不够而输出电压调不到零;待测物体的质量超出转换器量程。答案:(1)见解析图(2)质量为m0的砝码(3)(4)因电源电压不够而输出电压调不到零待测物体的质量超出转换器的量程(两个选一个就可以)