1、1实验十一 传感器的简单使用1.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数 U 与酒精气体浓度 C 之间的对应关系正确的是( )A U 越大，表示 C 越大， C 与 U 成正比B U 越大，表示 C 越大，但是 C 与 U 不成正比C U 越大，表示 C 越小， C 与 U 成反比D U
2、越大，表示 C 越小，但是 C 与 U 不成反比解析：选 B.设二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻为 Rx，由闭合电路欧姆定律得，干路的电流 I ，电压表示数 U IR0 ，而 RxC k(定值)，由Er R0 R Rx ER0r R0 R Rx以上关系式可见 U 越大，表示 C 越大，但是 C 与 U 不成正比，故 B 项正确2在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示 M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻 RM发生变化，导致 S 两端电压 U 增大，装置发出警报，此时( )A RM变大，且 R 越大， U 增大越明显B RM变大，且 R 越
3、小， U 增大越明显C RM变小，且 R 越大， U 增大越明显D RM变小，且 R 越小， U 增大越明显解析：选 C.当 RM变大时，回路的总电阻 R 总 变大，根据 I 总 ，得干路中的电流变ER总小， S 两端的电压 U I 总 RS变小，故选项 A、B 错误；当 RM变小时，回路的总电阻 R 总 2 RS变小，根据 I 总 ，得干路中的电流变大， S 两端的电压 U I 总 RS变大，而11R 1RM ER总且 R 越大， RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项 C 正确，选项 D 错误3(2016高考北京卷)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中图为某种热敏电阻和金属热
4、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响应更_(选填“敏感”或“不敏感”)解析：由题图可知，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，故对温度更敏感答案：增强 敏感4对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻 RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的某同学将 RT和两个适当的定值电阻 R1、 R2连成如图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻 RL的阻值随 RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范
5、围为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下 RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大实验中的部分实验数据测量结果如表所示温度 t/ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0RL阻值/ 54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7I/mA 93.3 97.6 102.9 109.7 116.7 125.2 134.2U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在如图乙所示的实物图上连线3(2)为了检验 RL与 t 之间近似为线性关系，在坐标纸上作出 RL t
6、 关系图线(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙所示，电流表的读数为_，电压表的读数为_此时等效电阻 RL的阻值为_；热敏电阻所处环境的温度约为_丙解析：(3)因为电流表的最小刻度为 5 mA，故读数时只需要精确到 1 mA，所以电流表的读数为 115 mA，而电压表的最小刻度为 0.1 V，故读数时要估读到 0.01 V，所以电压表的读数为 5.00 V等效电阻 RL 43.5 ，结合 RL t 图象可知热敏电阻所处环境的温UI度约为 62.5 .答案：(1)连线如图所示4(2)RL t 关系图线如图所示(3)115 mA 5.00 V 43.5 62.5 5(2019郑州模
7、拟)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻 Rx和定值电阻 R0接在 9 V 的电源上，电源内阻不计，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：光强 E/cd 1 2 3 4 5电阻值/ 18 9 6 3.6“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为 E，单位坎德拉(cd)(1)当光照强度为 4 坎德拉(cd)时光敏电阻 Rx的大小为_.(2)其原理是光照增强，光敏电阻 Rx阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升若电源电压不变， R0是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是_(填序号)(3)现已知定值电阻 R0为 12 ，用电压表测得光敏电阻两端的电压
8、为 3 V，则此时光照强度为多少？解析：(1)由表格数据可知，光敏电阻 Rx与光强 E 的乘积均为 18 cd 不变，则当E4 cd 时，光敏电阻的阻值： Rx 4.5 .18 cd4 cd(2)由题意可知，光敏电阻 Rx与定值电阻 R0串联连接，光照增强时，光敏电阻 Rx阻值减小，电路中的总电阻减小，由 I 可知，电路中的电流增大，由 U IR 可知， R0两端的UR电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以 Rx两端的电压减小，反之光照减5弱时，光敏电阻 Rx阻值增大， R0两端的电压减小， Rx两端的电压增大，则玻璃并联在 R0两端时不符合，玻璃并联在 Rx两端时符合，故 A 项
9、错误，C 项正确；若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，故 B、D 项错误(3)当 R012 ，光敏电阻两端的电压 Ux3 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和， R0两端的电压： U0 U Ux9 V3 V6 V，因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流 I ，即 ，解得 R x6 ，此时光照强度 EU0R0 UxR x 6 V12 3 VR x3 cd.18 cd6 答案：(1)4.5 (2)C (3)3 cd6(2016高考全国卷)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 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
10、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 1 000 )，滑动变阻器 R2(最大阻值为 2 000 )，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 U 约为 18 V， Ic约为 10 mA；流过报警器的电流超过20 mA 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(2)电路中应选用滑动变阻器_(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
11、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，连接的电路如答案图所示(2)根据题述，流过报警器的工作电流超过 10 mA 时，报警器就会报警，可知滑动变阻6器的最大阻值至少为 R 1 800 ，因此在电路中应选用最大阻值UIc 181010 3为 2 000 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，则导致闭合开关后，报警器中电流大于 20 mA，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答案：(1)连线如图所示(2)R2 (3)650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过 20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警
