2021年中考物理微复习 41 中考传感器问题(教师版含解析).pdf
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1、专题4 1中考传感器题目传感器它可以感觉诸似力、温度、光、声、化学成分等非电学量,同时能把它们按必然规律变形为电压、电流等电学量,或变形为电路的通断。即传感器能将被测信号量的渺小变化变形成电信号的变化。近几年来,各地年中考展示以传感器件为背景的试题,概括考查学生的全然学问和本领。但愿毕业班学生在中考复习时要看重这类题目。例题碎析与对点练习【例题】(2021湖南常德)某尝试小组想要会商某热敏电阻的阻值和温度的关系,己接入电路中的器材有:电源、电压表V2.阻值为Ro的定值电阻、滑 动 变 阻 器 单 刀 开 关S”似图甲所 示:置于温控室(图中虚线区域,温度可调且自动表现)中的热敏电阻Rr暂未接入
2、电路,符号似图a所示。可供挑选的器材有:电压表V2.电阻箱此(阻值可以开门见山读出的变阻器),符号似图b所示单刀开关2只,导线如果干。yv J/(1)小明同学挑选电压表V2与热敏电阻Rr按图乙所示接入M N之间。在 闭 合Si前,图乙中吊的滑片应移动到(填“4”或B”)端;当温控室的温度为九时,两电压示意数分不为5.I h,那么此刻热敏电阻的 阻 值RT=_ _ _ _ _ _(用已知量和丈量值示意)。(2)小惠同学没有挑选电压表V 2,而是挑选了电阻箱&,请你在图甲中帮她圆满电路图。(3)在小惠假想的尝试中,热敏电阻的阻值RT,知足的关系式为A.RT=RO B.RT=/?C./?T=/?2(
3、4)通过尝摸索讨,小明和小惠都得出了热敏电阻阻值随温度变化的规律,似图丙中的图象曲线所示,此 规 律 是:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _图丙【答案解析】(1)8(3)C(4)随温度的q升高,热敏电阻阻值变小【试题解答】(1)在 闭 合,前,图乙中凡的滑片应移动到阻值最大处的8端。R)和 R r 串连,当温控室的温度为时,两 电 压 示 意 数 分 不 为 依 照 分 压 原 理 可 知才=谭 那么此刻热敏电阻的 阻值Rr=-c/2 -/二二三A.如果酒精气体浓度越大,电压表和电流示意数都越大B.定值电阻&的 阻 值
4、 为20 QC.酒精浓度为0时,电路耗费的总功率为0.6WD.如果电流示意数到达0.2 A 时,示意酒驾,此刻R?耗 费 的电功率为0.8 W【答案解析】C【试题解答】A.由电路图可知,电阻R i 和 R 2 串连,电压表测R i 两端的电压,电流表测电路中的电流,如果酒精气体浓度越大,那么R 2 减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电流变大,依照U=I R,电压示意数变大,故 A精确。BC.当酒精浓度为0时,R 2=6 0 Q,此刻电压示意数为2 V。依照串连电路的电压关系,R 2 的电压U2=U-UI=8V-2V=6V,电压示意数为R?电压的音,依照串连分压原理,定值电阻R i 的阻值
5、为1 x6 0 0 =2 0。,故 B 精确。3此刻,串连电路的 总电阻R=RI+R2=20Q+60Q=80Q,电路耗费的总功率为p=4=9空=()8 W,故 C差错。R 8 0。D.如果电流示意数到达0.2 A 时,酒精气体传感器的电阻R;=U-R =)上-2 0。=2 0。,此刻R?耗费的电2 I 1 0.2 A功率为 J=J2D2=(0.2 Q)2 x 20D=0.8D,故 D 精确。5,某小组同学操纵由硫化镉半导体质料制成的光敏电阻、电压恒定的电源、电流表、电键和导线构成电路,同时用强度同样的差不光,做了似图3)、3)、(c)所示的三次尝试。以下讲法精确的是()由光敏电阻的阻值特点与照
6、射的光线品种的关系”B.对比(a)和3)两图可以发觉:该光敏电阻的电阻值特点与红外光线无关。C.对比(a)和(c)两图可以发觉:在电压一守时,用强度同样的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体质料制成的光敏电阻上,通过光敏电阻的电流是不相等的,用紫外光线照射时通过的电流较大,是以该光敏电阻的电阻特点与紫外光线有关,用紫外光线照射时其电阻值较小。D.依照上述探索状况,可以提出一个进一步探索的题目是“是否全部的光敏电阻的电阻特点与紫外光线有关?”。【答案解析】ACD【试题解答】A.有(a)(b)(c)三个图可以看到差不光线照射同一电阻时,通过操纵电压同样,来察看电流是否同样,来进一步领会电阻阻值是
7、否变化。所 以 探 索 的 题 目 是“会商山光敏电阻的阻值特点与照射的光线品种的关系”。B.对比()和S)两图可以发觉:在电压一守时,用强度同样的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体质料制成的光敏电阻上,通过光敏电阻的电流是相等的,该光敏电阻的电阻值特点与红外光线无关。这个地方必然要操纵电源电压不变,强度同样的可见光线或紫外光线。C.在电压一守时,用强度同样的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体质料制成的光敏电阻上,通过光敏电阻的电流是不相等的,用紫外光线照射时通过的电流较大,是以该光敏电阻的电阻特点与紫外光线有关,用紫外光线照射时其电阻值较小。D.是否全部的光敏电阻的电阻特点与紫外光线
8、有关?其他答案公道给分.二、填空题6.在创客比赛中,晓光假想了一个暖箱温度表现器,似图甲所示,其原理是操纵电压表的示数示意暖箱内的温度,己知电源电压恒定为4V,Ro的 阻 值 为150Q,M是热敏电阻,图乙是它的阻值-温度的关系图象,当暖箱内温度为60C时,电压表的示数是 V;电压表的量程为03 V,那么暧箱 内 的 最 高 温 度 是 .如果将Ro换用阻值更大的电阻,那么暖箱内能到达的最高温度将(选填“升高”“下降”或“不变”)。【答案解析】2;100;下降。【试题解答】由电路图可知,热敏电阻R i与定值电阻Ro串连,电压表测Ro两端的 电压。(1)由图象可知,当暖箱内温度为60时,R =1
9、50Q,因串连电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I=u _ A,Rg+Rj 150Q+150Q 75,电压表的示数:UO=IRO=LA X15OQ=2V;75(2)由图象可知,当温度升高时,热敏电阻Ri的阻值减小,电路的总电阻减小,由1=1 可知,电路中的电流变大,电压表的示数变大,R所以当电压表的示数为3V时,暖箱内的温度最高,因串连电路中遍地的电流相等,所以,此刻电路中的电流:,=比 大=3V=1 41500 50因串连电路中总电压等于各分电压之和,所以,热敏电阻R两端的电压:U i=U-U o 大=4V-3V=1V,此刻热敏电阻的阻值:50A由图象可知,暖箱内的最高温度是
10、100;(3)暖箱内的温度最高时,Ro两 端 的 电 压 为 3V 不变,电源电压恒定为4 V,那么热敏电阻两端的电压为 IV 也不变,将 Ro换用阻值更大的电阻时,通 过 R)的电流变小,通过热敏电阻的电流也变小,由 区=且可知,热敏电阻的阻值变大,由图象可知,暖箱内能到达的最高温度将下降。I7,似图甲所示是某电器中的一个电路,R 是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象似图乙所示;电源电压 U 连结不变,岛 为定值电阻。闭合开关电路任务时,跟着任务环境温度的升高,电压表的示数(选 填“变大”、“变小”或“不变”);电路耗费的电功率的表达式P=(用题中所给字母示意);已知当温度为40时,定值电阻与
11、热敏电阻的阻值相等,那么温度由40上 升 到 100时,定值电阻Ro先 后 耗 费 的 电 功 率 之 比 是。怵/aU1【答案解析】变大;;9:1 6R+&)【试题解答】抓住图象的特点,分不找出温度山4 0、1 0 0 时,热敏电阻的阻值,结合已知前提肯定定值电阻R o 的 阻 值,欧姆定律程式和电功率程式分不把前后温度差不时定值电阻耗费的电功率,用数学表达式示意出来,接着就非常简单求出比值。由乙图可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,故由欧姆定律可得电路中电流增大,由欧姆定律得,R o 两端的电压增加,即电压示意数增大。电路总电阻为R .e=R+R o,依照P nU/R 愿得电路总的电功率
12、P nU/X+R o)当温 度 为 4 0 C 时,定值电阻与热敏电阻的阻值相等,即 R 产R o=2OOQ定值电阻耗费的 电功率 P i=/R o=U R o/(R i+R o)2=20 0 6 /(4 0 0)2=6 /8 0 01 0 0 0 C 时,热敏电阻的 阻值R=1 0 0 Q R o=20 0 0这时定值电阻耗费的 电功率P2=/22RO=U R o A R z+R o)2=20 0 7(3 0 0)2=2啊 90 0那么温度由4 0 上 升 到 1 0 0 时,定值电阻岛先后耗费的电功率之比是P i:P2=L /S OO:2(/7 90 0=9:1 6三、概括使用题8,(20
13、 21 湖南岳阳)某物理兴致小组假想了一个拉力传感器,任务原理似图所示。其中M、N均为绝缘质料,将 N固 定 在 地 面 上,P、。间是可伸缩导线(电阻不计),弹 簧 上 端 M和滑动变阻器/?2 的 滑 片 P固定在一路,电源电压为1 2 V,拉力尸竖直向上。闭合开关S,当拉力为10N 时,电流示意数为1A,电压示意数为2 V。(1)拉力F为 10N 时,求&接入电路的阻值大小;拉 力F 为10N 时,求 10s 内 体产生的热量;(3)已知拉力厂的大小与滑动变阻器&接 入 电路的阻值大小成正比例关系,即求上 的 数 值,拉动 M,当电压示意数为8 V 时,求拉力产的大小。【答案解析】(1)
14、2 Q;(2)100J;(3)5 N/Q,100N【试题解答】(1)由图可知,4.R 2 串连,电压表测&两端电压,电流表测电路中电流,拉 力 厂 为 10N时,%接入电路的阻值大小U 2V为=广 启=2。拉 力 厂 为小时,由串连电路电压的规律可知.两端的电压Ui=U-S=12V-2V=l()V串连电路中遍地的电流相等,通 过 用 的 电 流 为 1A,Q 的阻值I,1A10s内R 产牛的热量Q=/I2R产(I A)2 1。=簿黑r x 100%=10%;W 矽 ZfUUUU.I心(3)由欧姆定律得:电路总电阻衅:造尸。,此刻压力传感器的 电阻值Ri=R-R2=300Q-100Q=200Q,
15、依照图象可知此刻的最大压力为9000N,电梯承载的人数=湍22人.1 0.压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,会商其阻值与所受压力大小(不超过2 5 0 N)的 关 系,似图是小刚假想的尝试电路图。电源电压恒定,R o为定值电阻,R i 为压力传感器。(1)毗连电路时开关应,电路中R o的作用是 一。(2)闭合开关,发觉电流表无示数,电压示意数激情亲切电源电压,电路展示的弊端是;排解弊端后,追渐增大R i 受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,统计出对应的R i 的 阻 值,记录似表,第 5 次测深时,电压示意数为
16、4V.电流示意数为0.2 A.此刻R i 的 阻 值 为 欧。请依照表中的信 息 在 图 2中画出R i 随 F变化的关系图象。次数123456F/N05 01 0 01 5 02 0 02 5 0R i/Q6 05 04 03 01 0(3)通过尝摸索讨可归结出,R 的阻值随压力F大小变化的关系式为,当 R的 阻 值 为 3 2 时,R 上受到的压力是 N,如果此压力为压力传感器在电子称一般任务时受到的压力,那么电子秤应表现k g。图 1 图 2 【答案解析】(1)断开;敬服电路;(2)R 断路;2 0;R i=6 0-0.2 F;1 4 0:1 4 o【试题解答】(1)为了敬服电路,毗连电
17、路时,开关应断开;因为串连电阻起分压作用,所以电路中串连电阻R o是为了敬服电路;(2)电流表无示数,电路产生断路,电压表等于电源电压,那么与电压表同时联的电阻丝R i 断路:依照欧姆定律1=旦知,R第 5次电阻值为:R=U=_纥=2 0 Q;I 0.2A把压力大小做为横坐标,把电阻大小做为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R i 的阻值随压力F的大小变化的图象,似图:60so4n3020加(3)依照R i的 阻值随压力F 的 大小变化的图象可知,压敏电阻R i的阻值与压力F 成一次函数关系,设它们的关系式为Ri=kF+b-。把 F=50N,R i=50Q 和 F=100N,R j=40
18、Q 代入式可得:50=50k+b-,40=100k+b-联立方程可得:k=-0.2,b=60,所以它们的关系式为R i=60-0.2F;把 R=32Q 代入 R,=60-0.2 F,即 32=60-0.2F,解得 F=140N,因为压力等于重力,所以G=F=140N,物体的品质:m=g =4Q N -=14kg。g 10N/kgII,新农村扶植让农村模样改头换面.很多楼房顶部装有自动供水水箱,箱体重1250N,与水平楼顶接触面 积 为 1,5m2.为了操纵进水量,在水箱顶部装置压力传感器,似图所示,A 物体通认真线与压力传感器相毗连,压力传感器相等于拉线开关,A的 密 度 是 2,5X103k
19、g/m A重 为 2 5 N.当压力传感器受到竖直向下的拉力等于25N时闭合,电动水泵向水箱注水;当拉力等于15N时断开,电动水泵中断向水箱注水.(1)求未装水时整个水箱对楼顶的压强是几?(压力传感器及毗连线品质不计,g 取 10N/kg)(2)通过统计讲明当水面与A 上外观相平常,电动水泵可否中断注水?(g 取 lON/kg,毗连线体积不计)进 水 口出水口【答案解析】(1)1030Pa(2)水面与A 物体上外观相平常,电动水泵中【试题解答】(1)未装水时整个水箱对楼顶的压力F=G=1520N+25N=1545N,那么p=F/S=1545N/1,5/m2=103OPa;(2)由电动水泵向水箱
20、注水;当拉力等于15N时断开,可知,此刻A 受到的 浮力F;?=G水拉=25N-15N=10N,A 的 品质 m=G/g=25N/10N/kg=2,5kg,由 P=m/V 可 得,A 的 体积 V=m/P=2,5kg/2,5 X 103kg/m3=l X 103m3当水面与A上 外观相平常,V(n=V=l X 1 0-3m3,此刻 A 受到的 浮力 F 浮=P g V 排=1,O X l(P k g/m3X 1 0 N/k g X 1 X W3m3=1 0 N,那么F=尸 浮 ,即当水面与A上外观相平常,电动水泵中断注水.1 2.智能自动化经管是将来社会的发展趋势,似图甲所示为某任务室的自动化
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