专题15 传感器的简单使用 高考常考实验题精练（解析版）2020年高考物理

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1、高中物理实验 传感器的简单使用习题精练1. 探究热敏电阻的温度特性某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在2580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 ：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表 （量程150 mV）：定值电阻R0（阻值20.0 ），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 ）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9 ）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。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

2、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25.0C，实验得到的R2-t数据见下表。t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0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，并做出R2-t曲线：（3）由图（b）可得到R1，在25-80C范围内的温度特性，当t=44.0时，可得R1= ；（4）将

3、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 ，则手心温度为 。【答案】23（10分）（1）b （2）如图所示 （3）450 （4）620.0 33.0【解析】本题探究在2580范围内某热敏电阻的温度特性，实际上是用比较法测量电阻（不是通常的伏安法），通过热敏电阻与电阻箱的比较（电路中固定电阻的电压相等），来确定热敏电阻的阻值，并且用图象把电阻阻值与温度对应起来，从而已知温度求电阻，或已知电阻求温度。所以说，本题具有开放性和探究性。2.某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图11-1图所示，继电器与热敏电阻R1、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超

4、过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为20 ，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示（1）提供的实验器材有：电源E1（3 V，内阻不计）、电源E2（6 V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0200）、滑动变阻器R2（0500）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（0999.9 ）、开关S、导线若干。为使该装置实现对3080之间任一温度的控制，电源E应选用 （选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用 （选填“R1”或“R2”）。（2）实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图11-2图所示的选择开关旋至 （选填“A”、“B”、

5、“C”或“D”）（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在题11-1图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 。（填写各步骤前的序号）将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关，将电阻箱从电路中移除合上开关，调节滑动变阻器的阻值断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1【答案】（1）E2 R2 （2）C （3）不偏转 偏转 （4）【解析】(1)根据，若，取最大值，则约3.3V，大于3V，所以电源选E2，当

6、取最小值，R滑约330，所以R滑选R2.(2)直流10V挡（因大于6V）(3) a、b短路，所以不偏转，a、c断路，接电压表后偏转。（4）先用滑动变阻器调试，后换上热敏电阻。3.现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为），直流电源（输出电压为，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为），滑动变阻器（最大阻值为），单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节。已知约为，约为；流过报警器的电流超过时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在时阻值为。(1)在

7、答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。(2)电路中应选用滑动变阻器_（填“”或“”）。(3)按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是_。将开关向_（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。【答案】(1)如下图(2) (3)650.0，b， 接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏 c，报警器开始报警【解析】热敏电阻工作温度达到时，报警器报警。故

8、需通过调节电阻箱使其电阻为时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0，光使报警器能正常报警，电路图如上图，当通过报警器的电流，故电路中总电阻，故滑动变阻器选。热敏电阻为时，报警器开始报警，模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置于b端4.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_（选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更_（选填“敏感”或“不敏感”）。【解析】（1）由于温度越高，热敏电阻越小，即对电流的阻碍作用越小，则导电能力越强，根据图像可知热敏电阻在相同的温度范围变化时，阻值变大，则越敏感。5