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實驗十二 傳感器的簡單使用 1. 酒精測試儀用于機動車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測．它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化．在如圖所示的電路中，酒精氣體的不同濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻．這樣，電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系．如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度C之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是(　　) A．U越大，表示C越大，C與U成正比 B．U越大，表示C越大，但是C與U不成正比 C．U越大，表示C越小，C與U成反比 D．U越大，表示C越小，但是C與U不成反比 解析：選B.設(shè)二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器的電阻為Rx，由閉合電路歐姆定律得，干路的電流I＝，電壓表示數(shù)U＝IR0＝，而RxC＝k(定值)，由以上關(guān)系式可見U越大，表示C越大，但是C與U不成正比，故B項正確． 2. A、B兩塊正對的金屬板豎直放置，在金屬板A的內(nèi)側(cè)表面系一絕緣細線，細線下端系一帶電小球，兩塊金屬板接在如圖所示的電路中，電路中的R1為光敏電阻，R2為滑動變阻器，R3為定值電阻．當R2的滑動觸頭P在a端時閉合開關(guān)S.此時電流表A和電壓表V的示數(shù)分別為I和U，帶電小球靜止時絕緣細線與金屬板A的夾角為θ，電源電動勢E和內(nèi)阻r一定．則以下說法正確的是(　　) A．若將R2的滑動觸頭P向b端移動，則I不變，U增大 B．保持滑動觸頭P不動，用更強的光線照射R1，則I增大，U增大 C．保持滑動觸頭P不動，用更強的光照射R1，則小球重新達到穩(wěn)定后θ變大 D．保持滑動觸頭P不動，用更強的光照射R1，則U的變化量的絕對值與I的變化量的絕對值的比值不變 解析：選D.由題中電路圖看出，電壓表V測量的是路端電壓大小，電路穩(wěn)定時R2支路中無電流，R2兩端電壓為零，將R2的滑動觸頭向b端移動不會影響電壓表V和電流表A的讀數(shù)，故選項A錯誤；兩極板A、B之間的電壓等于光敏電阻R1兩端的電壓，用更強的光照射R1，R1的阻值變小，電路電流I變大，路端電壓U變小，R3兩端電壓變大，R1兩端電壓變小，則小球重新達到穩(wěn)定后θ變小，故選項B、C均錯誤；設(shè)強光照射R1前電壓表V和電流表A的示數(shù)分別為U1、I1，強光照射R1后電壓表V和電流表A的示數(shù)分別為U2、I2，則E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r，解得r＝＝，可見，選項D正確． 3．在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計了一種報警裝置，電路如圖所示．M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時(　　) A．RM變大，且R越大，U增大越明顯 B．RM變大，且R越小，U增大越明顯 C．RM變小，且R越大，U增大越明顯 D．RM變小，且R越小，U增大越明顯 解析：選C.當RM變大時，回路的總電阻R總變大，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變小，S兩端的電壓U＝I總RS變小，故選項A、B錯誤；當RM變小時，回路的總電阻R總＝＋RS變小，根據(jù)I總＝，得干路中的電流變大，S兩端的電壓U＝I總RS變大，而且R越大，RM變小時，對回路的總電阻變化的影響越明顯，故選項C正確，選項D錯誤． 4．(2016高考北京卷)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中．圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力________(選填“增強”或“減弱”)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更________(選填“敏感”或“不敏感”)． 解析：由題圖可知，熱敏電阻在溫度上升時，阻值下降，故其導(dǎo)電能力增強；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻在溫度變化時，阻值變化明顯，故對溫度更敏感． 答案：增強　敏感 5. 對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的．某同學(xué)將RT和兩個適當?shù)亩ㄖ惦娮鑂1、R2連成如圖虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍．為了驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大．實驗中的部分實驗數(shù)據(jù)測量結(jié)果如表所示． 溫度t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 RL阻值/Ω 54.3 51.0 47.5 44.3 41.0 37.9 34.7 I/mA 93.3 97.6 102.9 109.7 116.7 125.2 134.2 U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66 回答下列問題： (1)根據(jù)圖1所示的電路，在如圖2所示的實物圖上連線． 圖2 (2)為了檢驗RL與t之間近似為線性關(guān)系，在坐標紙上作出RL－t關(guān)系圖線． (3)在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖3所示，電流表的讀數(shù)為______________，電壓表的讀數(shù)為________．此時等效電阻RL的阻值為________；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為________． 圖3 解析：(3)因為電流表的最小刻度為5 mA，故讀數(shù)時只需要精確到1 mA，所以電流表的讀數(shù)為115 mA，而電壓表的最小刻度為0.1 V，故讀數(shù)時要估讀到0.01 V，所以電壓表的讀數(shù)為5.00 V．等效電阻RL＝≈43.5 Ω，結(jié)合RL－t圖象可知熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為62.5 ℃. 答案：(1)連線如圖所示 (2)RL－t關(guān)系圖線如圖所示 (3)115 mA　5.00 V　43.5 Ω　62.5 ℃