1、1专题 35 电感、电容、传感器1 （多选）如图，变压器原、副线圈的匝数比 n1 n221，原线圈所接交变电压 u25 sin 2100 t（V） ， C为电容器， L为自感线圈，刚开始开关 S断开，下列说法正确的是A开关闭合前，交流电压表示数 12.5 V B开关闭合稳定后，灯泡比闭合前暗C只增加交变电流的频率，灯泡变亮 D只增加交变电流的频率，电压表读数变大【答案】AB【解析】电压表测的是有效值，由题可知，原线圈两端电压有效值为 25 V，根据变压器的电压与匝数关系可知，开关闭合前，交流电压表示数，即副线圈两端的电压： U2 U1 25 V12.5 V，故 A正n2n1 12确；开关闭合后
2、灯泡与电容器并联，电路中的电流值增大，线圈对电路中电流的阻碍作用增大，则线圈上分担的电压 增大，所以灯泡比闭合前暗，故 B正确；交流电的频率越大，电感线圈对交流电的阻碍作用就越大，电容器对交变电流的阻碍作用越小，故灯泡的亮度要变暗，故 C错误；交流电的频率对变压器的变压关系没有影响，故 D错误。 6温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势 E9.0 V，内阻不计； G为灵敏电流表，其内阻 Rg保持不变； R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关 S，当 R的温度等于 20 时，电流表
3、示数 I12 mA；当电流表的示数 I23.6 mA时，热敏电阻的温度是A60 B80 C100 D120 【答案】D 27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和两个适当的固定电阻 R1、R 2连成图甲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，测量电路如图甲所示，图中电压表内阻很大。 RL的测量结果如表所示。回答下列问题：（1）根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线。（2）为了验证 RL与
4、 t之间近似为线性关系，在图丙坐标纸上作 RL t关系图线。（3）在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丁所示。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_。【答案】 （1）见解析（2）见解析（3）115 mA 5.00 V 43.5 64.0 温度 t（ ） 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0阻值RL（）54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.73（3）电流表读数： I115 mA，电压表读数： U5.00 V。RL 43.5 ，对照图乙找出相应温度约为 64.0 。 UI
5、5.0011510 38为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx） 。某光敏电阻 RP在不同照度下的阻值如下表：（1）根据表中数据，请在如图所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。（2）如图乙所示，当 1、2 两端所加电压上升至 2 V 时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给 1、2 两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。 （不考虑控制开关对所
6、设计电路的影响）提供的器材如下：光敏电阻 RP（符号 ，阻值见上表） ；直流电源 E（电动势 3 V，内阻不计） ；定值电阻： R110 k， ， R220 k， R340 k（限选其中之一并在图中标出） ；开关 S及导线若干。【答案】 （1）图见解析 电阻的阻值随光照度的增大而减小（2）见解析4（2）根据串联电阻的正比分压关系， E3 V，当照度降低至 1.0 lx时，其电压升至 2 V，由图线甲知，此时光敏电阻 RP2 0 k， URP2 V，串联电阻分压 UR1 V，由 2 得 R 10 k，故URPUR RPR RP2选定值电阻 R1，电路原理图如图乙所示。9 （多选）如图所示， R1
7、、 R2为定值电阻， L为小灯泡， R3为光敏电阻，当照射光强度增大时A电压表的示数增大 B R2中电流减小C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大【答案】ABC 510某种角速度计，其结构如图所示。当整个装置绕轴 OO转动时，元件 A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器（传感器内阻无限大）接收相应的电压信号。已知 A的质量为 m，弹簧的劲度系数为 k、自然长度为 l，电源的电动势为 E、内 阻不计。滑动变阻器总长也为 l，电阻分布均匀，装置静止时滑片 P在变阻器的最左端 B端，当系统以角速度 转动时，则A电路中电流随角速度的增大而增大B电路中电流随角速度的增大而减小C弹簧的
8、伸长量为 x m lk m 2D输出电压 U与 的函数式为 UEm 2k m 2【答案】D 11压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体 m，当升降机静止时电流表示数为 I0。 某过程中电流表的示数为 2I0，如图乙所示，则在此过程中A物体处于失重状态 B物体可能处于匀速运动状态C升降机一定向上做匀加速运动D升降机可能向下做匀减速运动【答案】D 6【解析】升降机静止时 电流表示数为 I0，而某过程中电流表示数为 2I0，说明该过程中物体对压敏电阻的压力大于 G，根据牛顿第三定律，物
9、体受向上的力也大于 G，故物体存在向上的加速度，处于超重状态，但不能判定物体是做向上的匀加速运动还是做向下的匀减速运动，D 正确 。12如图甲所示装置可以用来测量硬弹簧（即劲度系数较大的弹簧）的劲度系数 k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为 L，重力加速度为 g。 为理想电压表，当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中 a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为 m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数 U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数 k。 （1）写出 m、 U与 k之间所满足的关系式_。（2）已知 E1.50 V， L12.0 cm， g9
10、.80 m/s 2。测量结果如下表：m/kg 1.00 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 U/V 0.108 0.154 0.290 0.446 0.608 0.740在图乙给出的坐标纸上利用表中数据描出 m U图线； m U图线的斜率为_ kg/V； 弹簧的劲度系数 k_ N/m。 （结果均保留三位有效数字【答案】 （1） m U（2）见解析10.0 kg/V1.2310 3 N/mLkEg7因m U，故 k 10.0 N/m1.2310 3 N/mLkEg LkEg m U m U EgL 1.509.800.12013一些材料的电阻随温度的升高而变化。如图甲是由某金属材料
11、制成的电阻 R随摄氏温度 t变化的图象，若用该电阻与电池（电动势 E1.5 V，内阻不计） 、电流表（量程为 5 mA，内阻不计） 、电阻箱 R串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计” 。（1）电流刻度较大处对应的温度刻度_；（选填“较大”或“较小” ）（2）若电阻箱阻值 R150 ，当电流为 5 mA时对应的温度数值为_。【答案】 （1）较小（2）50 （2）电流为 5 mA时，电路总电阻为 300 ，电阻箱阻值 R150 ，则 R150 ，由题图甲得对应的温度为 50 。14某研究性学习小组为了制作一种
12、传感器，需要选用一电器元件。如图所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：电流表 A1，量程050 mA，内阻约为 50 ；电流表 A2，量程 0200 mA，内阻约为 10 ；电压表 V1，量程 03 V，内8阻约为 10 k；电压表 V2，量程 015 V，内阻约为 25 k；滑动变阻器 R1，阻值范围 015 ，允许最大电流 1 A；滑动变阻器 R2，阻值范围 01 k，允许最大电流 100 mA；直流电源 E，输出电压 6 V，内阻不计；电键 S、导线若干（1）为提高实验结果的准确程度，电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻
13、器应选用_。 （以上均填器材代号）（2）为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电 路原理图，并标明所用器材的代号。【答案】 （1）A 2 V1 R1（2）见解析 （2）该元件约几十欧， RVR，电压表的分流作用可以忽略，所以采用电流表外接法。15如图为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的 I U关系曲线图。（1）为了通过测量得到如图所示 I U关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_。 （电源电动势为 9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100 ）9（2）在如图所示电路中，电源电压恒为 9 V，电流表读数为 70 mA，定值电阻 R1250 。由热敏电阻的 I U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻 R2的阻值为_。【答案】 （1）甲 电压调节范围大（2）4.0 V 117.6
