1、【 精品教育资源文库 】 第十一章 实验十二 传感器的简单应用 1 (2016 浙江理综 )如图所示为一种常见的身高体重测量仪 。 测量仪顶部向下发射波速为 v 的超声波 ， 超声波经反射后返回 ， 被测量仪接收 ， 测量仪记录发射和接收的时间间隔 。质量为 M0 的测重台置于压力传感器上 ， 传感器输出电压与作用在其上的压力成正比 。 当测重台没有站人时 ， 测量仪记录的时间间隔为 t0， 输出电压为 U0， 某同学站上测重台 ， 测量仪记录的时间间隔为 t， 输出电压为 U， 则该同学的身高和质量分别为 导学号 21992755( D ) A v(t0 t)， M0U0U B 12v(t
2、0 t), M0U0U C v(t0 t)， M0U0(U U0) D 12v(t0 t)， M0U0(U U0) 解析 设测量仪高度和人的身高分别为 H 和 h， 根据题意 ， 没有站人时有 H vt02， 站人时有 H h vt2， 得 h t0 t2 v； 又由传感器输出的电压与作用在其上的压力成正比 ， 则没有站人时 U0 kM0g， 站人时 U k(M0 m)g， 得 m M0U0(U U0)， 故 D 项正确 。 2 (2016 北京理综 )热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中 。 如图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
3、在温度上升时导电能力 _增强 _(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 _敏感 _(选填 “ 敏感 ” 或 “ 不敏感 ”) 。 导学号 21992756 【 精品教育资源文库 】 解析 由图可知 ， 热敏电阻在温度上升时 ， 阻值下降 ， 故其导电能力增强；相 对金属热电阻而言 ， 热敏电阻在温度变化时 ， 阻值变化明显 ， 故对温度更敏感 。 3 (2017 江苏卷 )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 1所示 ， 继电器与热敏电阻 Rt、 滑动变阻器 R 串联接在电源 E 两端 ， 当继电器的电流超过 1
4、5 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 。 导学号 21992757 t/ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/ 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1 (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(0 200) 、 滑动变阻器 R2(0 500) 、 热敏电阻 Rt， 继电器 、 电阻箱 (0 999.9 ) 、开关 S、 导线若干 。 为使该装置实现对 30 80
5、 之间任一温度的控制 ， 电源 E 应选用 _E2_(选填 “ E1” 或“ E2”) ， 滑动变阻器 R 应选用 _R2_(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 2 所示的选择开关旋至 _C_(选填 “ A” 、 “ B” 、 “ C” 或 “ D”) 。 (3)合上开关 S， 用调节好的多用电表进行排查 ， 在图 1 中 ， 若只有 b、 c 间断路 ， 则应【 精品教育资源文库 】 发现表笔接入 a、 b 时指针 _不偏转 _(选填 “ 偏转 ” 或 “ 不偏转 ”) ， 接入 a、
6、c 时指针 _偏转 _(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 ， 下列操作步骤的正确顺序是 _ _。 (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 解析 (1)如果电源用 E1， 则在 t 30 时电路中的最大电流 Im 3199.5 20A13.67mA15mA ， 故不能实现对此温度的控制 ， 因此电源应选用 E2； 为了在 t 80 时实现对温度的控制 ， 设
7、滑动变阻器阻值的最大值至少为 R ， 则 6VR 20 49.1 0.015A，解得 R 330.9 ， 因此滑动变阻器应选用 R2。 (2)要用多用电表的直流电压挡检测故障 ， 应将选择开关旋至 C。 (3)如果 只有 b、 c 间断路 ， 说明 b 点与电源的负极间没有形成通路 ， a、 b 间的电压为零 ， 表笔接在 a、 b 间时 ， 指针不偏转； c 点与电源的负极间形成通路 ， a 与电源的正极相通 ，a、 c 间有电压 ， 因此两表笔接入 a、 c 间时指针发生偏转 。 (4)排除故障后 ， 欲使衔铁在热敏电阻为 50 时被吸合 ， 应先断开开关 ， 用电阻箱替换热敏电阻 ， 并
8、将阻值调至 108.1 ， 合上开关 ， 调节滑动变阻器的阻值 ， 直至观察到继电器的衔铁被吸合 ， 这时断开开关 ， 将电阻箱从电路中移除 ， 将热敏电阻接入电路 。 因此操作步骤的正确顺序是 。 4 (2016 全国卷 )现要 组装一个由热敏电阻控制的报警系统 ， 当要求热敏电阻的温度达到或超过 60 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 Ic时就会报警 )， 电阻箱 (最大阻值为 999.9) ， 直流电源 (输出电压为 U， 内阻不计 )，滑动变阻器 R1(最大阻值为 1000) ， 滑动变阻器 R2(最大阻值为 2000) ， 单刀
9、双掷开关一个 ， 导线若干 。 导学号 21992758 在室温下对系统进行调节 ， 已知 U 约为 18V， Ic约为 10mA；流过报警器的电流超过 20mA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 60 时阻值为 650.0 。 (1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线 。 【 精品教育资源文库 】 (2)电路中应选用滑动变阻器 _R2_(填 “ R1” 或 “ R2”) 。 (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 _650.0_ ；滑动变阻器的滑片应置于 _b_(填 “ a” 或 “
10、 b”) 端附近 ， 不能置于另一端的原因是 _接通电源后 ， 流过报警器的电流会超过 20mA， 报警器可能损坏 _。 将开关向 _c_(填 “ c” 或 “ d”) 端闭合 ， 缓慢移动滑动变阻器的滑片 ， 直 至 _报警器开始报警 _。 (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)连线如图所示 解析 (1)根据题述 ， 应该采用滑动变阻器的限流接法 ， 连接的电路如答案中图所示 。 (2)根据题述 ， 流过报警器的工作电流超过 10mA 时 ， 报警器就会报警 ， 可知滑动变阻器的最大阻值至少为 R UIc 181010 3 1800 ， 因此在电路中应选用最大阻值为 2000 的滑动变阻器 R2。 (3) 电路接通前 ， 需将电阻箱调到一固定的阻值 ， 根据实验要求 ， 这一阻值为热敏电阻在 60 时的阻值 650.0 ；滑动变阻器的滑片应置于接入电路的阻值最大处 ， 即 b 端附近 ，不能置于另一端的原因是：若置于 a 端 ， 则会导致闭合开关后 ， 报警器中电流大于 20mA，报警器可能损坏 。 将开关向 c 端闭合 ， 缓慢移动滑动变阻器的滑片 ， 直至报警器开始报警 。
