2004-2013十年高考物理大全分类解析 专题41 传感器的简单应用

2004-2013十年高考物理大全分类解析 专题41 传感器的简单应用 2004-2013十年高考物理大全分类解析 专题41 传感器的简单应用 2013年高考题 1(2013高考山东理综第21(2)题)(2)霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压U，这个现象称为霍尔效应，U称为霍尔电压，且满HH IB足UK，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实,Hd 验来测定该半导体薄片的霍尔系数。 ?若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向 如图丙所示，该同学用电压表测量U时，应将电压表的“+”接线柱与H _________(填“M”或“N”)端通过导线相连。 ?已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的U值，记录数据如下表所示。 H 根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出U—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为H ________ _______ ×-3-1-110VAT(保留2位有效数字)。 ?该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个 方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了 如图丁所示的测量电路，S、S均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体12 薄片(未画出)。为使电流从Q端流入，P端流出，应将S掷向_______1 (填“a”或“b”), S掷向_______(填“c”或“d”)。 2 为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中。 1 在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间。 2003~2012年高考题 1:(2010新课标卷)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R，在给定温度范围内，其T阻值随温度的变化是非线性的.某同学将R和两个适当的固定电阻R、R连成图1虚线框内所示的T12电路，以使该电路的等效电阻R的阻值随R所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值LT 范围.为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R的阻值，测量电路如图1所示，图中L 的电压表内阻很大. R的测量结果如表l所示. L 温度t(?) 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 R的阻值(Ω) 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7 L 2 回答下列问题 (1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线. (2)为了检验R与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出R-t关系图线。 LL (3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为____，电压表的读数为_ __.此时等效电阻R的阻值为_ __:热敏电阻所处环境的温度约为____. L 【解析】(1)根据电路图连接实物。 (2)根据数据描出点，作出直线。 (3)由图3可读得电流表的读数为I=115.0mA，由图4可读得电压表的读数为 3 2.(2010?全国理综I)图1是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图2所示)。 -2(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10 s ，则圆盘的转速为_______转/s。(保留3位有效数字) (2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 ________ cm。(保留3位有效数字) 4 3( (2010?全国理综II)如图，一热敏电阻R放在控温容器M内; A为毫安表，量程6mA，内阻T?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999.9Ω;S为开 关。已知在95?时的阻值为150Ω，在20?时的阻值约为550Ω。现要求在降温过程中测量在RT 95?,20?之间的多个温度下R的阻值。 T (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: ?依照实验原理电路图连线。 ?调节控温容器M内的温度，使得R温度为T 95?。 ?将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全。 ?闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I，并记录 。 0 ?将R的温度降为T(20?,T,95?);调节电阻箱，使得电流表的读数 ，记T 1 1 录 。 ?温度为T时热敏电阻的电阻值R= 。 1 T1 ?逐步降低T的数值，直至20?为止;在每一温度下重复步骤??。 1 5 4.(2009?宁夏理综) 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电， 为路灯提供电能。用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0:照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开;电流小于50mA时，3、4接通。励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA。 (1) 利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图。 R 光敏电阻,符号 1 灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号 × ? R保护电阻,符号 2 6 电磁开关，符号 蓄电池E，电压36V，内阻很小;开关S，导线若干。 (2) 回答下列问题: ?如果励磁线圈的电阻为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为 V，保护电阻R的阻值范围为 2Ω。 ?在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造,请结合本题中电磁开关内部结构图说明。 答: 。 ?任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。 。 答: 5.(2009山东理综卷)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。光控开头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1x)。某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表: P 照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 ,电阻(k) 75 40 28 23 20 18 ?根据表中数据，请在给定的坐标系(见答题卡)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。 7 ?如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V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(1x)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3V，内阻不计); 定值电阻:R=10kΩ，R=20kΩ，R=40kΩ 123 (限选其中之一并在图中标出); 开关S及导线若干。 8 6(2008`广东物理)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性(现在器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表，待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等( (((( (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性，请你在图的实物图上连线( (2)实验的主要步骤: ?正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值;?在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关， ， ，断开开关; ?重复第?步操作若干次，测得多组数据( (3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图10的R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R= + t(Ω)(保留3位有效数字) 9 7((2005?广东物理)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4,5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有:盛有热水的热水杯(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0,20Ω)、开关、导线若干。 ?在图8(a)的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。 ?根 据电 b)的实物图上连线。 路图，在图8( ?简要写出完成接线后的主要实验步骤______________________。 10 11