初中物理传感器的问题重点.pdf
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1、一、温度传感器 实例一: 1(2008 连云港中考试题)研究表明,有些金属电阻的 阻值会随温度的变化而变化,物理学中利用这类金属的特性 可以制成金属电阻温度计,它可以用来测量很高的温度,其 原理如图所示。 图中电流表量程为015mA(不计其电阻) , 电源的电压恒为3V,R为滑动变阻器,金属电阻作为温度 计的测温探头, 在 t0时其阻值Rt随温度 t 的变化关系为 Rt=100+0.5t(单位为 ) 。 (1)若要把 Rt放入温度为0处 进行测量,使电流表恰好达到满量程电 流 15mA, 则这时滑动变阻器R接入电 路的阻值为多大? (2)保持( 1)中滑动变阻器R接入电路的阻值不 变,当把测温
2、探头Rt放到某待测温度处,电流表的示数恰为 10mA,则此时 Rt的阻值为多大?对应的温度为多高? (3)保持( 1)中滑动变阻器R接入电路的阻值不 变,当被测温度为600时,电路消耗的电功率为多大? (4)若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度 盘,则温度刻度的特点是什么? 2(2008 年福建福田中考试题) 1.(7分)热敏电 阻广泛应用于控制电路中,其阻值会随环境温度的改 变而改变图甲中,电源电压U =6V,A 是小量程电流表,其允许通过的最大电 流为 0.02 A,滑动变阻器R的铭牌上标 有“200 0.3 A”字样, t R为热敏电 阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙 所示闭合开关
3、S,求: (1)环境温度为 10 、电路中 电流为 0.0l A时 t R两端的电压 (2) 图甲电路可以正常工作的最高 环境温度 3(2008南通中考试题) 30 (8 分)图甲和图乙 是利用热敏电阻来测量温度的原理图电源电压均为 20V 且保持不变,定值电阻R0 的阻值为 30 则: (1)图甲中电流表的示数为03A 时,热敏电阻 两端的电压和消耗的功率分别是多少? (2)图乙中电压表的量程为015V ,热敏电阻 R 的阻值随温度的变化关系如图丙所示,试求此电路能 测量的最高温度 二、光强传感器 4(2008 年镇江中考试题) 30 有一种半导体材料 的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变
4、,用这种 材料制作的电阻称为光敏电阻物理学上用“光强” 这个物理量来表示光强弱的程度,符号为E,国际单 位为坎德拉 (cd),某光敏电阻的阻值R 与光强 E 之间 的一组实验数据如下表所示: (1)分析上表数据,根据光敏电阻的阻值R 随光 强 E 变化的规律, 填,写表格空格处的电阻, 并归纳出 光敏电阻的阻值R 随光强 E 变化的关系式为 R= E (2)小明将该光敏电阻R、电流表 (量程 为 006A)、电压表 (量程为 03V)、开 关、滑动变阻器 R。(最大阻值为 50)和电压 恒为 6V 的电源组成如图所示的电路, 闭合 开关,调节滑动变阻器使电流表的示数为 04A 时,电压表的示数
5、为36V,此时,光敏电阻 所在处的光强为多大 ? (3)在上述电路中,随着电阻的变化,电流可能会 超过电流表的量程,滑动变阻器两端的电压可能会超 过电压表的量程若光敏电阻处的光强在20 cd 至 45cd范围内,为保证不超过电表量程,求出滑动变 阻 器允许连入电路的阻值范围 (2008年湖北株洲中考试题) 30.(12分)光敏电 阻的阻值随光照射的强弱而改变。“光强”表示光的 强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符 号用 E 表示,国际单位为坎德拉(cd)。实验测得 光敏电阻的阻值R 与光 强E间的关系如图 15所示,根据图象解答下列问题: (1)光敏电阻随光强的增大而,随光强的 减小
6、而。 (2)当光强为E1 时,光敏电阻的阻值为R1;当光 强为 E2 时,光敏电阻的阻值为R2,那么它 们之间的关系式为 1 2 R R (用 E1、E2表 示)。 (3)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、 开关和电源连接成图 16所示电路。闭合开关, 逐渐增大光敏电阻的光照强度,那 么。(填正确答案的序号) 电流表的读数增大,光敏电阻两端的电压也增 大 电流表的读数增大,但光敏电阻两端的电压减 小 电流表的读数减小,但光敏电阻两端的电压增 大 电流表的读数减小,光敏电阻两端的电压也减 小 (4)在图 16电路所示电路中,电源电压为6V, 当光照强度为4.5 cd时,电流表的读数为0.5 A
7、。试 求定值电阻R0 的阻值。 三、压力传感器 (2008 年无锡中考试题)在学校举行的物理创新大赛上,小明和小红所在 的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,如图甲、乙所示。 两装置中所用的器材与规格完全相同,压力表是由电压表改装而成,R1为定值 电阻,阻值为 10,R2为滑动变阻器,规格为“ 10lA“ 。金属指针 OP 可在 金属杆 AB 上滑动,且与它接触良好, 金属指针和金属杆电阻忽略不计。M 为弹 A R 图 16 R0 光 簧,在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比。当托盘所受压力为 零时,P 恰好位于 R2的最上端;当托盘所受压力为50N 时,P 恰好位
8、于 R2的最 下端,此时弹簧的形变仍在弹性限度内。 (1)甲装置中,当P 位于 R2的最下端时,电压表的示数为3V,则电源电压 是多少? (2)甲装置中,压力25N 的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上? (3)在甲、乙两种装置中,两压力表的刻度特点有何不同?试说明理由。 (2008 年广西南宁中考试题) 27(8 分)为锻炼 身体,小刚利用所学物理知识设计了一个电子拉力 计,如图16 甲是其原理图。硬质弹簧上端和金属 滑片 P 固定在一起 (弹簧的电阻不计, P 与 R 接触良 好且摩擦不计)。定值电阻R0=5,R 是一根长为 5cm 的均匀电阻线 (阻值跟长度成正比 ),其最大阻值 为
9、 25,电源电压为3V,电压表的量程为03V, 当不拉拉环时,金属滑片P 刚好处于 b 端。已知该弹 簧伸长的长度 L与所受拉力 F 间的关系如图 16乙所 示。求: (1)小刚要把电压表的表盘改为拉力计的表 盘,当不拉拉环时,拉力 计表盘上的零刻度应 标在电压表表盘的多少 伏处? (2)闭合开关,当电压 表的指针指在1.5V 时, 电阻线接入电路中的电 阻值为多少欧 ?此时,作用在拉环上竖直向上的拉力 为多少牛 ? (2008 淮安中考试题)传感器是现代自动控制系统的重要器件之一,传感 器通常是将感应到的物理量信号转换成电流(或电压 )信号,如:温度传感器、 声传感器、光传感器等现有一压力传
10、感器(可视为一个电阻 )其电阻 R 随压力 F 大小的变化面变化从实验测得R 与 F 的一组数据如右表所示: (1)根据表中的数据,在题33 图所示的 R-F 坐标 系中画出电阻 R 随压力 F 变化的图像 (2)利用表中的数据或R-F 的图像可得到的结论是:_ (3)请你利用下列器材:压力传感器R、定值电阻 R0 (50)、 电源(30V)、 电压表、开关各一个,导线若干,设计一个电子秤 要 求:在虚线框内画出你所设计的电子秤工作原理的电路图,并简述其工作原理: (2008 年山东滨州中考试题) 57 (8 分)有一种测量人 的体重的电子秤,其测量部分的原理如图中虚线框里的内容 所示。它主要
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