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题型:简答题
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简答题 · 12 分

22.某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验,实验室提供如下器材:

热敏电阻R t  (常温下约8 kΩ)、温度计、电流表A(量程1 mA,内阻约200 Ω)、电压表V(量程3 V,内阻约10 kΩ)、电池组E(4.5 V,内阻约1 Ω)、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、开关S、导线若干、烧杯和水.

(1)根据提供器材的参数将右图所示的实物图中所缺的导线补接完整.

(2)实验开始前滑动变阻器的滑动触头P应置于__________端(填“a”或“b”).

(3)利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值,画出该热敏电阻的Rt-t图象如右图中的实测曲线,与图中理论曲线相比二者有一定的差异.除了偶然误差外,下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是___.(填选项前的字母,不定项选择)

 A.电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大

 B.电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小

 C.温度升高到一定值后,电流表应改为外接法

(4)将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用,当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时,满足关系式I2R=k(t-t0)(其中k是散热系数,t是电阻的温度,t0是周围环境温度,I为电流强度),电阻的温度稳定在某一值.若通过它的电流恒为50 mA,t0=20°C,k=0.25 w/°C,由实测曲线可知该电阻的温度稳定在__________°C.



正确答案

(1)连线如图所示

(2)a

(3)AC

(4)48(46~50均可)

解析

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知识点

传感器的应用
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图,一热敏电阻RT放在控温容器M内;为毫安表,量程6mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9;S为开关。已知RT在95℃时的阻值为150,在20℃时的阻值约为550。现要求在降温过程中测量在95℃~20℃之间的多个温度下RT的阻值。

(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图。

(2)完成下列步骤中的填空:

①依照实验原理电路图连线。

②调节控温容器M内的温度,使得RT 温度为95℃。

③将电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全。

④闭合开关。调节电阻箱,记录电流表的示数I0 ,并记录                   。

⑤将RT 的温度降为T1 (20℃<T1<95℃);调节电阻箱,使得电流表的读数                       ,记录                                  。

⑥温度为T1 时热敏电阻的电阻值 =              。

⑦逐步降低T1 的数值,直至20℃为止;在每一温度下重复步骤⑤⑥。

正确答案

(1)电路图如图:

(2)d、电阻箱的读数   e、仍为   电阻箱的读数为    f、

解析

(1)由于本实验只有一个可以用来测量或观察的电流表,所以应该用“替代法”的思维考虑用电流表观察保证电路的电阻不变,因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻的95℃和20℃的阻值是已知的,所以热敏电阻的初始温度为95℃,则电流表数不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持150Ω加电阻箱的初值之和不变。如果热敏电阻的初始温度为20℃,则电流表示数不变时,电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持550Ω加电阻箱的初值之和不变,则可以测量任意温度下的电阻。

(2)实验步骤为:

a、依照实验原理电路图连线

b、调节控温电容M内的温度,使得的温度为95℃

c、将电阻箱调到适当的初值,保证仪器安全

d、闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数,并记录电阻箱的初值

e、将的温度降低为,调节电阻箱,使得电流表的读数仍为,记录电阻箱的读数为

f、温度为时,热敏电阻的电阻值

g、将的温度逐渐降低直到为止,在每一温度下重复步骤e- f

知识点

传感器的应用
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题型:简答题
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简答题 · 5 分

在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中,得到图线如图(b)所示。

(1)(多选题)在实验中需保持不变的是_______。

(A)挡光片的宽度      

(B)小车的释放位置    

(C)导轨倾斜的角度    

(D)光电门的位置

(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验,在图(b)中画出实验图线。

正确答案

见解析。

解析

(1)由 知:在不变时, 成正比,改变导轨的倾角和小车释放的位置,可改变小车通过光电门的时间即得到相应的感应电动势,但在此过程中挡光片的宽度和光电门的位置不变,才能保证不变,故选A、D。

(2)当线圈匝数加倍则变为原来的2倍,描点画出图像。

知识点

传感器的应用研究电磁感应现象
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

美国科学家Willard S.Boyle与George E.Snith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖。CCD是将光学量转变成电学量的传感器。下列器件可作为传感器的有

A发光二极管

B热敏电阻

C霍尔元件

D干电池

正确答案

B,C

解析

热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,可以把温度转化为电学量,而霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量,热敏电阻和霍尔元件可作为传感器,B、C正确。

知识点

传感器的应用
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题型: 单选题
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单选题 · 2 分

如图是一个有光照或温度升高时排气风扇都能起动的自动控制装置,则图中的电风扇是模块机器人中的

A传感器

B执行器

C控制器

D敏感元件

正确答案

B

解析

知识点

传感器的应用
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

15.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间,测得遮光条的宽度为,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是(    )

A换用宽度更窄的遮光条

B提高测量遮光条宽度的精确度

C使滑块的释放点更靠近光电门

D增大气垫导轨与水平面的夹角

正确答案

A

解析

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知识点

传感器的应用
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

17. 如图所示是电熨斗的结构图,下列说法正确的是()

A双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属

B双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断

C需要较高温度熨烫时,要调节调温旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移

D常温下,上、下触点分离:温度过高时,双金属片发生弯曲使上、下触点接触

正确答案

B,C

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知识点

传感器的应用
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题型:填空题
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填空题 · 6 分

22.某高三年级的一同学在科技创新大赛中根据所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图(a)所示,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光。

(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到________光(选填“红”、“绿”或“黄”)时自动闭合;

(2)已知控制电路电源电动势为6V,内阻为1Ω,继电器电阻为9Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁会被吸引。则只有质量超过___________kg的车辆违规时才会被记录。(重力加速度取10m/s2

正确答案

(1)红 

(2)400kg

解析

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传感器的应用
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题型:简答题
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简答题 · 4 分

22.电容式位移传感器,其工作原理如图所示。当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化,就能知道物体位置的变化。电容式位移传感是把_______这个力学量转化为电容这个电学量的。在某次测量中,电容增大了,则被测物体向________(填“左”或“右”)移动。

正确答案

位移  ;  左

解析

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知识点

传感器的应用
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

23.某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:

    A.电源E(3 V,内阻约为1 Ω)

    B.电流表Al (0.6 A,内阻r1=5 Ω)                                                               

    C.电流表A2(0.6 A,内阻r2约为1 Ω)

    D.开关S,定值电阻R0 =5Ω  

   (1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请完成虚线框内电路图的设计。

   (2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=______________(用字母表示)。

   (3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值。最后绘成的图像如图所示,除观察到电阻Rx的阻值随压力F的增大而均匀减小外,还可以得到的结论是_______________________。当F竖直向下时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=_____________________。

正确答案

(1)如图所示

(2) 

(3)压力反向,阻值不变    

解析

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知识点

传感器的应用测定金属的电阻率
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