实验抢分专练(第十三章 实验十七 利用传感器制作简单的自动控制装置)-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用word

实验抢分专练　(40分钟　30分)

1.(6分)(2024·潮州模拟)如图甲所示为一个简单恒温箱的电路图,其温控电路由一热敏电阻R和继电器组成,图乙为该热敏电阻的R-t图像。初始时继电器的衔铁吸附在M端,当线圈中的电流大于或等于30 mA时,衔铁被吸合到N端,则加热电路停止工作。已知继电器线圈的电阻为20 Ω,为继电器线圈供电的电池电动势E=9.0 V,内阻不计,图甲中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

(1)应该把恒温箱内的加热器接在______________(选填“A、B”或“C、D”)端。(2分) 

【解析】(1)当温度较低的时候,热敏电阻R的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与A、B部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器需要工作,所以应该把恒温箱内的加热器接在A、B端。

(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃,热敏电阻R的阻值为___________Ω,可变电阻R'的阻值应调节为______________Ω。(4分) 

【解析】(2)由图可知如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃,热敏电阻R的阻值为R=90 Ω,控制电路的电流达到I=30 mA=0.03 A,根据闭合电路欧姆定律可得I=,解得可变电阻R'的阻值应调节为R'=-R-R0,代入数据,R'=190 Ω。

答案:(1)A、B　(2)90　190

2.(8分)(2024·聊城模拟)传感器在科研、生产和生活中有着广泛的应用。

(1)关于传感器下列说法中正确的是________(2分)

A.传感器一般是将非电学量转化为电学量的装置

B.光敏电阻在光照增强时电阻值会变大

C.金属热电阻和热敏电阻的阻值都随温度升高而减小

【解析】(1)传感器作为一种将其他形式的信号与电信号之间的转换装置,其一般是将非电学量转化为电学量的装置,A正确;光敏电阻在光照增强时电阻值会变小,B错误;金属热电阻的阻值随温度升高而增大,热敏电阻的阻值随温度升高而减小,C错误。

(2)某实验小组的同学为了研究某保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻RT的特性。设计了如图甲所示的电路,电路中的电压表均可看成理想电压表,定值电阻R0=2 kΩ。

①开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最______(选填“左”或“右”)端;(2分) 

②通过多次实验,得出热敏电阻RT的阻值随温度变化的规律图像如图乙所示,某次实验时,图甲中的电压表V1、V2的示数分别为3.0 V、4.2 V,则热敏电阻RT所处环境的温度约为___________℃;(2分) 

③该种保温式自动电饭锅,采用电磁开关控制加热电路,电磁开关可等效为定值电阻,通过电磁开关的电流小于某一值时加热电路的开关闭合。当锅内米饭温度低于60 ℃时,加热电路开始工作,则下列电路图可能是该电饭锅中电路的是___________(选填“丙”或“丁”)。(2分) 

【解析】(2)①滑动变阻器采用分压式接法,为了确保安全,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最左端;

②根据欧姆定律有=,解得,RT=2.8 kΩ,由图乙知,热敏电阻RT所处环境的温度约为t=30 ℃;③温度越低,热敏电阻的阻值越大,图丙中,当RT增大时,热敏电阻所在回路的总电阻增大,电路中的干路电流减小,即通过电磁开关的电流减小,当电流小于某一值时加热电路的开关闭合,图丙能够达到要求;图丁中,当RT增大时,热敏电阻所在回路总电阻增大,电路中干路电流减小,则定值电阻与电源内阻上承担电压减小,则电磁开关并联部分电压增大,通过电磁开关的电流增大,可知图丁不能够达到要求,即该电饭锅中的电路是图丙。

答案:(1)A　(2)①左　②30　③丙

3.(8分)(2025·成都模拟)某物理兴趣小组制作了一个简易电子体温计,其结构如图