1、实验专项抢分练(十二)传感器的简单使用(建议用时40分钟)1.半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图。图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。(1)驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，电压表的读数越_(选填“大”或“小”)。(2)如图乙所示为酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线。则酒精气体浓度为0时R2的阻值为_。若某司机呼气酒精浓度为120 mg/m3，此时R2的阻值为_。(3)现有一个电源，电动势为4.8 V，内阻为1 ；电压表V量程为5 V，内阻很大；定值电阻R1的阻值为60 ；导线若干。按图甲所示电路图把
2、电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0时的刻度线应在电压表刻度线的_V处；酒精气体浓度为50 mg/m3时应在电压表刻度线的_V处。【解析】(1)酒精气体浓度越大，R2的阻值越小。根据闭合电路欧姆定律，当R2减小时，电路总电流增大，故电压表的读数变大。(2)根据“阻值气体酒精浓度”的关系曲线。读出呼气酒精浓度为0时R2的阻值为60 。呼气酒精浓度为120 mg/m3时，R2的阻值约为24 。(3)酒精气体浓度为0时，I0.04 A，UIR12.40 V；酒精气体浓度为50 mg/m3时，R240 ，I0.048 A，UIR12.88 V。答案：(1)大(2)6024(2226均可)(3)2
3、.402.882.如图所示的传感器装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k，电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g。V为理想电压表。当木板(不计重力)上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。(g取9.8 m/s2)(1)写出m、U、k、L、E、g之间所满足的关系式为_。(2)已知E1.50 V，L12.0 cm，测量结果如表所示：m/kg1.001.503.004.506.007.50U/V0.1080.
4、1540.2900.4460.6080.740在图中给出的坐标纸上利用表中数据描出mU 的关系图象。mU直线的斜率为_kg/V(结果保留3位有效数字)。弹簧的劲度系数k_N/m(结果保留3位有效数字)。【解析】(1)由平衡可知：mgkxUEE所以m(2)根据mU的关系，知mU成正比，图线如图所示；通过图线求出斜率为：10.0已知10.0，所以k1.23103 N/m。答案：(1)m(2)见解析图10.01.231033(2020广州模拟)用如图a所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至_(选填“A”或“B”)端。(2)实验测得不同温度下的阻值，并绘得
5、如图b的Rtt关系图线，根据图线写出该热敏电阻的Rtt关系式：Rt_()。(3)铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热敏电阻、图a中某一电表和图c所示的恒流源(调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化)，设计一个简易电阻温度计并在图d的虚线框内画出电路原理图。(4)结合图b的关系图线，选择恒流源的输出电流为0.15 A，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度为_。如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的方法：_。【解析】(1)开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，故滑片应移至B端；(2)由图象可
6、知，铂丝电阻Rt的阻值与温度的关系式：Rt50t()；(3)直流恒流电源正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，并且可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻Rt的两端，如图所示：(4)恒流源的输出电流为0.15 A，所以当电压表示数最大时，即Rt两端的电压U15 V时，铂丝电阻Rt的阻值最大，由b图中所画的Rtt图象可知，此时温度计所能测量的温度最高；由I得铂丝电阻Rt的阻值为：Rt 100 ，则温度计所能测量的最高温度为：tRt50(10050) 50 。如图所示要提高该温度计所能测量的最高温度值，应使铂丝电阻Rt的阻值增大，电压表的最大量程已确定，由欧姆定律UIR知，可以将恒流源的输出电流调小。答案：(1)B(2)50t(3)见解析图(4)50将恒流源的输出电流调小