1、课时作业51实验：传感器的简单应用时间：45分钟1(多选)如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明(BD)A热敏电阻在温度越高时，电阻越大B热敏电阻在温度越高时，电阻越小C半导体材料温度升高时，导电性能变差D半导体材料温度升高时，导电性能变好解析：电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小，所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的，其电阻率减小，电阻值在其他条件不变时减小，导电性能变好，故B、D正确2(多选)传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件如图所示，图乙、图丙中是两种常见的电容式传感器的示意图，现将图乙、图丙两种传感器分别接到图甲的
2、电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)，下列实验现象中正确的是(BD)A当乙传感器接入电路进行实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B当乙传感器接入电路进行实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转C当丙传感器接入电路进行实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转D当丙传感器接入电路进行实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转解析：当乙传感器接入电路进行实验时，若F变小，电容器两极板间的距离增大，根据电容的决定式C得知，电容减小，而电压不变，则由QCU可知，电容器所带的电荷量减少，电容器放电，电路中有顺时针方向的电流，则电流表指针向左偏转，选项A错误；当乙传感器接
3、入电路进行实验时，若F变大，电容器两极板间的距离减小，同理可知，电容器所带的电荷量增加，电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，则电流表指针向右偏转，选项B正确；当丙传感器接入电路进行实验时，若导电溶液深度h变大，两电极正对面积增大，电容增大，而电压不变，则电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，则电流表指针向右偏转，选项C错误；当丙传感器接入电路进行实验时，若导电溶液深度h变小，两电极正对面积减小，电容减小，而电压不变，则电容器放电，电路中有顺时针方向的电流，则电流表指针向左偏转，D项正确3如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的IU关系曲线图(1)为了通过测量得到如
4、图1所示IU关系的完整曲线，如图2所示的a和b两个电路中应选择的是图a，简要说明理由：电压可从0 V调到所需电压，调节范围较大(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100 )(2)在图2c所示的电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1250 .则热敏电阻两端的电压为5.2 V；电阻R2的阻值为111.8(111.6112.0均可) .解析：由于图中要求测量多组数据，所需电压调节范围较大，且从零开始变化，所以应选用分压电路，即图a；根据欧姆定律可以先求出R1的电流I136 mA，所以热敏电阻和R2电流为I2II134 mA，由图可读出热敏电阻在34 mA时的
5、电压为5.2 V，则R2两端电压为3.8 V，即可求出R2111.8 .4(1)为了测定光敏电阻RG的光敏特性，某同学使用多用表“100”的欧姆挡测其在正常光照下的大致电阻，示数如图甲所示，则所测得的阻值RG3 200 .(2)为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系，采用伏安法测电阻得出两种“UI”图线如图乙所示，由此可知正常光照射时光敏电阻阻值为3 000 ，强光照射时光敏电阻阻值为200 .(3)考虑到电表内阻对实验结果的影响，图丙电路中测量值小于(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，请根据图丙将图丁中的仪器连接成完整实验电路解析：(1)所测得的阻值Rx32100 3
6、200 .(2)正常光照射时光敏电阻阻值为R1 3 000 ；强光照射时光敏电阻阻值为R2 200 .(3)根据R测R真，图丙电路中测量值小于真实值；实验电路如图所示答案：实物图见解析图5某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究如图为测定风力的实验装置图其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OCH；有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触
7、)(1)已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质量为m，重力加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系为FU.(2)研究小组的同学猜想：风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关，于是他们进行了实验并获得了如下数据(下表中风速v的单位为m/s，电压U的单位为V，球半径r的单位为m)根据表中数据可知，风力大小F与风速大小v和球半径r的关系式为Fkvr(比例系数用k表示)解析：(1)以小球为研究对象，对小球受力分析，设金属丝与竖直方向的夹角为，由平衡条件可得，风力Fmgtan.金属丝与电阻丝交点与C点间长度为xHtan，电阻RxR；由串联分压
8、规律可知电压表示数UEE.联立解得FU.(2)由表中数据可得，在球半径一定的情况下，电压表示数与风速成正比，则风力大小与风速成正比，即F与v成正比由球的体积公式、密度公式和FU可得，FUr3U，由表中数据可得，在风速一定的情况下，球半径增大到原来的两倍，电压表示数减小为原来的，球半径增大到原来的3倍，电压表示数减小为原来的，即U，可得风速一定的条件下，风力大小与球半径成正比，即F与r成正比综上，风力大小F与风速大小v和球半径r的关系式为Fkvr.6光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)某光敏电阻RP在不同
9、照度下的阻值如表：照度/lx0.20.40.60.81.01.2电阻/k754028232018(1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线答案：见解析图(2)光敏电阻随照度变化的特点是光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小(3)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统直流电源电动势E3 V，内阻不计；光敏电阻RP(符号，阻值见表格)；定值电阻R110 k.求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统并将电路图补充完整(不考虑控制开关对所设计电路的影响)解析：(1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象，图象如图所
10、示(2)由(1)图可以看出，光敏电阻的电阻阻值随照度变化的特点是：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小(3)由题意，启动照明系统时，电源电动势为3 V，分压电阻两端的电压是1 V，分压电阻阻值为10 k，所以此时光敏电阻两端电压为2 V，由串联电路的分压特点得：，则RP2R1210 k20 k.由表格中的数据可知，当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20 k，两端电压为2 V，会启动照明系统答案：电路图见解析图7“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电(电子e)的霍尔元件接入电路，如图甲所示，电流为I，方向向右，长方体霍尔元件长、宽、高分别为a6.
11、00 mm、b5.00 mm、c0.20 mm，处于竖直向上的恒定匀强磁场中(1)前后极板M、N，电势较高的是M极(选填“M极”或“N极”)(2)某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的UH值，如表所示：I/mA1.32.23.03.74.4UH/mV10.217.323.629.134.6请根据表格中的数据，在坐标乙中画出UHI图象已知该霍尔元件单位体积中自由载流子个数为n6.251019 m3，则根据图象，由公式Inebcv，可算出磁场B0.016 T(保留2位有效数字)答案：图象见解析图(3)有同学认为代表了霍尔元件的电阻，请问这种想法正确吗？请说明理由：不正确，电流I不是由UH产生的解析：(1)因电子的运动方向与电流方向相反，依据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向偏向N极，那么M极的电势偏高(2)依据表格数据，作出UHI图象，如图所示：根据eeBv，则有：UHBbv，而Inebcv，可得UHI，然而依据UHI图象可知，其斜率为k7.8；因此磁场B7.86.2510191.610190.2103 T0.016 T.(3)UH是外电压，那么代表了外电阻，而霍尔元件的电阻为内电阻，因此不正确，原因是电流I不是由UH产生的