2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第10章交流電及傳感器實(shí)驗(yàn)11傳感器的簡單應(yīng)用模擬新人教版選修3-2

PAGEPAGE2實(shí)驗(yàn)11傳感器的簡單應(yīng)用1．(2022·浙江理綜)如下圖為一種常見的身高體重測量儀。測量儀頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測量儀接收，測量儀記錄發(fā)射和接收的時間間隔。質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學(xué)站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為t，輸出電壓為U，那么該同學(xué)的身高和質(zhì)量分別為eq\x(導(dǎo)學(xué)號51343149)(D)A．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)U B.eq\f(1,2)v(t0－t),eq\f(M0,U0)UC．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0) D.eq\f(1,2)v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0)[解析]設(shè)測量儀高度和人的身高分別為H和h，根據(jù)題意，沒有站人時有H＝veq\f(t0,2)，站人時有H－h(huán)＝veq\f(t,2)，得h＝eq\f(t0－t,2)v；又由傳感器輸出的電壓與作用在其上的壓力成正比，那么沒有站人時U0＝kM0g，站人時U＝k(M0＋m)g，得m＝eq\f(M0,U0)(U－U0)，故D項正確。2．(2022·北京理綜)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護(hù)裝置中。如圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖。由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力__增強(qiáng)__(選填“增強(qiáng)〞或“減弱〞)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的影響更__敏感__(選填“敏感〞或“不敏感〞)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號51343150)[解析]由圖可知，熱敏電阻在溫度上升時，阻值下降，故其導(dǎo)電能力增強(qiáng)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻在溫度變化時，阻值變化明顯，故對溫度更敏感。3．(2022·全國卷Ⅰ)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，當(dāng)要求熱敏電阻的溫度到達(dá)或超過60℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線假設(shè)干。eq\x(導(dǎo)學(xué)號51343151)在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為650.0Ω。(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器__R2__(填“R1”或“R2(3)按照以下步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為__650.0__Ω；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于__b__(填“a〞或“b〞)端附近，不能置于另一端的原因是__接通電源后，流過報警器的電流會超過20mA，報警器可能損壞__。②將開關(guān)向__c__(填“c〞或“d〞)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至__報警器開始報警__。(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。[答案](1)連線如下圖[解析](1)根據(jù)題述，應(yīng)該采用滑動變阻器的限流接法，連接的電路如答圖所示。(2)根據(jù)題述，流過報警器的工作電流超過10mA時，報警器就會報警，可知滑動變阻器的最大阻值至少為R＝eq\f(U,Ic)＝eq\f(18,10×10－3)Ω＝1800Ω，因此在電路中應(yīng)選用最大阻值為2000Ω的滑動變阻器R2。(3)①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為熱敏電阻在60℃時的阻值650.0Ω；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于接入電路的阻值最大處，即b端附近，不能置于另一端的原因是：假設(shè)置于a端，那么會導(dǎo)致閉合開關(guān)后，報警器中電流大于20mA，報警器可能損壞。②將開關(guān)向c端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警。4．(多項選擇)(2022·河北滄州模擬)有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖虛線框內(nèi)所示，它主要由三局部構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表)，設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計，理想電流表的量程為3A，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為2Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。以下說法正確的選項是eq\x(導(dǎo)學(xué)號51343152)(AC)A．該秤能測量的最大體重是1400NB．該秤能測量的最大體重是1300NC．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375A處D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.400A處[解析]因?yàn)槔硐腚娏鞅淼牧砍虨?A，所以電路中允許通過的最大電流為3A，根據(jù)閉合電路歐姆定律，壓力傳感器的最小電阻應(yīng)滿足R