實驗11 傳感器的簡單使用12015課標全國卷某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為r0.20 m)。完成下列填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的示數為1.00 kg；(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數如圖(b)所示，該示數為_kg；(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經過最低點后滑向另一側。此過程中托盤秤的最大示數為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根據以上數據，可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為_n；小車通過最低點時的速度大小為_m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2，計算結果保留2位有效數字)答案(2)1.40(4)7.91.4解析(2)示數為1.40 kg，注意估讀。(4)小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力nmgm橋g(1.811.00)9.80 n7.9 n，小車通過最低點時受到的支持力nn7.9 n，小車質量m車1.40 kg1.00 kg0.40 kg，由nm車gm車，解得v1.4 m/s。2. 2015重慶高考同學們測量某電阻絲的電阻rx，所用電流表的內阻與rx相當，電壓表可視為理想電壓表。若使用圖甲所示電路圖進行實驗，要使得rx的測量值更接近真實值，電壓表的a端應連接到電路的_點(選填“b”或“c”)。測得電阻絲的ui圖如圖乙所示，則rx為_(保留兩位有效數字)。實驗中，隨電壓進一步增加電阻絲逐漸進入熾熱狀態。某同學發現對熾熱電阻絲吹氣，其阻值會變化。他們對此現象進行探究，在控制電阻絲兩端的電壓為10 v的條件下，得到電阻絲的電阻rx隨風速v(用風速計測)的變化關系如圖丙所示。由圖可知當風速增加時，rx會_(選填“增大”或“減小”)。在風速增加過程中，為保持電阻絲兩端電壓為10 v，需要將滑動變阻器rw的滑片向_端調節(選填“m”或“n”)。為了通過電壓表的示數來顯示風速，同學們設計了如圖丁所示的電路。其中r為兩只阻值相同的電阻，rx為兩根相同的電阻絲，一根置于氣流中，另一根不受氣流影響，為待接入的理想電壓表。如果要求在測量中，風速從零開始增加，電壓表的示數也從零開始增加，則電壓表的“”端和“”端應分別連接到電路中的_點和_點(在“a”“b”“c”“d”中選填)。答案c4.1(4.04.2均可)減小mbd解析因為電流表的內阻與rx相當，而電壓表可視為理想電壓表，所以應采用電流表外接法，即a端應與c點連接。ui圖線的斜率大小等于rx，由圖象可求得rx4.1 。由rxv圖象可明顯看出，v越大rx越小。當風速v增大時，將rw的滑片向m端調節，即可使rx兩端的電壓保持10 v不變。當v0時，b、d兩點電壓為零，當v增大時，下邊的rx減小，該支路分流增大，uaduab，即bd，故電壓表的“”端應該接在b點，“”端應該接在d點。3.2015保定模擬某同學嘗試把一個靈敏電流表改裝成溫度表，他所選用的器材有：靈敏電流表(待改裝)，學生電源(電動勢為e，內阻不計)，滑動變阻器，單刀雙擲開關，導線若干，導熱性能良好的防水材料，標準溫度計，ptc熱敏電阻rt(ptc線性熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關系為rtakt，a0，k0)。設計電路圖如圖所示，并按如下步驟進行操作(1)按電路圖連接好實驗器材。(2)將滑動變阻器滑片p滑到_端(填“a”或“b”)，單刀雙擲開關s擲于_端(填“c”或“d”)，調節滑片p使電流表_，并在以后的操作中保持滑片p位置不動，設此時電路總電阻為r，斷開電路。(3)容器中倒入適量開水，觀察標準溫度計，每當標準溫度計示數下降5 ，就將開關s置于d端，并記錄此時的溫度t和對應的電流表的示數i，然后斷開開關。請根據溫度表的設計原理和電路圖，寫出電流與溫度的關系式(用題目中給定的符號)i_。(4)根據對應溫度記錄的電流表示數，重新刻制電流表的表盤，改裝成溫度表。根據改裝原理，此溫度表表盤刻度線的特點是：低溫刻度在_側(填“左”或“右”)，刻度線分布是否均勻？_(填“是”或“否”)。答案(2)ac滿偏(3)(4)右否解析(2)分析電路可知滑動變阻器為限流式接法，所以閉合開關前，使它的阻值處于最大值狀態，即將滑片p滑到a端。為了設計表盤刻度，應使開關擲于c處，調節滑片，使電流表滿偏。(3)把開關置于d端，根據閉合電路歐姆定律得i，又rtakt，聯立得出電流與溫度的關系式為i。(4)因為rtakt(且a0, k0)，所以溫度越低，電阻越小，回路中i越大，所以低溫刻度在右側，由(3)中關系式可知電流與溫度不是線性關系，所以刻度線分布不均勻。4.2016湖北部分高中聯考利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理條件等。圖甲所示為某同學用傳感器做實驗得到的小燈泡的ui關系圖線。(1)實驗室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻器a(阻值范圍010 )、滑動變阻器b(阻值范圍0100 )、電動勢為6 v的電源(不計內阻)、小燈泡、電鍵、導線若干。該同學做實驗時，滑動變阻器選用的是_(選填“a”或“b”)；請在圖乙的方框中畫出該實驗的電路圖。(2)如果將該小燈泡接入丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數為0.3 a，電源電動勢為3 v，則此時小燈泡的電功率為_w，電源的內阻為_。答案(1)a實驗電路圖如圖所示(2)0.69(0.660.72均可)2.33(2.002.67均可)解析(1)由于電壓從0開始，所以必須選分壓電路，分壓電路中滑動變阻器應選阻值小的。(2)由甲圖知當i0.3 a時，u2.3 v據pui得p0.69 w，電阻為r燈 ，根據串聯分壓，得：r2.33 。5.2015上海一模在實際應用中有多種自動控溫裝置，以下是其中一種控溫裝置：圖甲為某自動恒溫箱原理圖，箱內的電阻r12 k，r21.5 k，r34 k，rt為熱敏電阻，其電阻隨溫度