专题13_压敏、热敏、光敏电阻计算题.doc

专题13 压敏、热敏、光敏电阻计算题（4课时）
1、图1甲是某电子秤的原理示意图．电压表量程为0～3V（可对应显示质量大小）。已知电阻R0=60Ω．压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图1乙所示，压力传感器表面能承受的最大压强为2×l06Pa，压杆与压力传感器的接触面积是2cm2。设托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压恒定不变。试求：
（1）该压力传感器能承受的最大压力；【400N】
（2）若要求传感器受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则电源电压是多大？【6V】
图1
（3）通过计算判断电子秤的刻度是否均匀。【不均匀】

2、某电子磅秤原理图如图2(甲)所示，主要部件是杠杆ABO，电流表A和压力传感器(相当于电阻值会随受到的压力大小发生变化的可变电阻)，其中杠杆可绕O点转动，且力臂之比AO：BO＝5：1，压力传感器的电阻值R随所受到的压力F的关系图像如图2(乙)所示，秤盘与杠杆质量均忽略不计，电源电压9V，R0=60Ω，(取g＝10N／kg)。求：
(1)该秤的零起点(即秤盘上不放重物时)的刻度线应标在电流表刻度盘的多少mA处?【25mA】
图2
(2)当电流表示数为30rnA时，秤盘上放的物体的质量为多少kg?【50kg】

3、图3甲、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30Ω．则：
(1)图甲中电流表的示数为0．3A时，热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少？【11V】【3.3W】
图3
(2)图乙中电压表的量程为0—15V，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．【92℃】

4、如图4所示。有一种“压力测量仪”，其测量部分的原理如图8甲所示，由压敏电阻R(电阻值随所受压力变化而变化)、数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器、电池等组成电路。压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如下表所示，R0为滑动变阻器用作仪表P的调零。台板部分的质量忽略不计，电源电压为12V。
压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180

压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180
压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180
压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180
压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180

（1）在图4乙坐标中作出压敏电阻的电阻值与压力的关系图线。【略】
（2）由图线求压敏电阻为200Ω时，所受的压力是多大?【820～830N】
图4
（3）台板上无物体，仪表P示数为零时R0为100Ω，电路中的电流是多大?由于某种测量需要，在台板上放置一块重250N的垫板，调整R0使仪表P示数为零，求此时调零电阻R0消耗的功率。【1.2W】
压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180

压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180
压力F/N
0
250
500
750
1000
压敏电阻值R/Ω
300
270
240
210
180

5、热敏电阻应用非常广泛，可以制成温度传感器，如图5甲所示。图中电源电压 6V，定值电阻R0为100Ω，Q为温度仪表，其允许通过的最大电压为3V，温度传感器其阻值随室内温度的改变而改变，如图16乙所示。 试问：
（1）图甲中温度仪表D应用什么电表改装？【电压表】
（2）当温度传感器R的电阻为200Ω时，室内温度是多少？【20℃】
（3）当室内温度为零时，温度传
图5
甲
乙
感器R的功率是多少？【0.0675W】
（4）图甲电路正常工作时，最高可以测的温度是多少。【40℃】

6、小兰家办了一个养鸡厂，孵化小鸡昼夜需要光照，光照太强太弱都会影响孵化效果。小兰用光敏电阻为家里设计一可以测光照强弱的光强度仪表C，如图6所示，灯泡L标有“220V200W”字样，滑动变阻器R2最大阻值为100Ω。光敏电阻R1的阻值随光强度而改变，光强度越大，阻值越小。光强度符号用E表示，国际单位为坎德拉（cd）。实验测得光敏电阻的阻值R1与光强度E间的关系如下表：
光强度E/cd
0
5
10
15
20
光敏电阻R1/Ω
400
300
200
100
50

图6

（1）在图6坐标中作出光敏电阻的阻值与光强度的关系图线；【略】
（2）求灯泡的电阻；【242Ω】
（3）当S闭合，滑片P置于最左端，光强度仪表C为零时，电路中的电流是多大？【0.44A】
（4）当S断开，调节变阻器滑片P置于中点，光强度E要求达到20cd，灯泡的实际功率是多少？（保留两位小数）【99.12W】
7、现代生物医学研究使用的细菌培养箱内的温度需要精确测控，测控的方法之一是用热敏电阻来探测温度。如图7甲所示的电路，将热敏电阻Ro置于细菌培养箱内，其余都置于箱外。这样既可以通过电流表的示数来表示箱内温度，又可以通过电压表的示数来表示箱内温度。已知该电路中电源电压是l2 V，定值电阻R的阻值是200 Ω。热敏电阻Ro的阻值随温度变化的关系如图乙所示。求：
(1)当培养箱内的温度降低时，电流表的示数如何变化？【电流表示数变小】
(2)当培养箱．内的温度为40℃时，电压表的示数是多大？【4V】
(3)已知电流表的量程是0 ~30 mA，电压表的量程是0~8 V，则此电路能够测量的最
高温度是多大？【60℃】此时热敏电阻Ro消耗的电功率是多大？【0.18W】
图7

8、半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间．其电阻受温度影响较大。如图8甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像．根据这种半导体材料电阻的特性，小星和他的同学设计了一个电路（如图8乙）．可以测定某一空间的温度使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0~0．6A）．开关，定值电阻R0（10Ω）、导线若干。
（1）定值电阻R0的作用是什么？______________【分压作用】
（2）当环境温度为20℃时．电流表的读数为0．2A，求电源的电压。【12V】
图8
（3）电流表的读数为0．4A时，当时环境温度是多少？【40℃】半导体电阻的电功率是多少？【3W】

9、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9图所示。图中电流表量程为0～15mA（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t≥0℃时其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t（单位为Ω）。
（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？ 【100Ω】
（2）保持（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当把测温探头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？
【200Ω】【200℃】
图9
（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？【0.018W】
（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？
【电流刻度值越小对应的温度刻度值越大】

10、如图10所示，是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图。其电源电压U=3V，电路保护电阻R1=20Ω，均匀电阻丝的阻值为R2=10Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在0点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触，风力表由电压表改装而成。
图10
⑴无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是多少？【0V】
电路中的电流是多少？【0.1A】
⑵风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是多少？【1V】
⑶为什么不在电路中串联电流表，把电流表改装成风力表？
【因为电源电压不变，R1与 R2串联，无论风力怎样变化，电路中的电
流始终不变，所以不能把电流表改装成风力表】
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压敏、热敏、光敏电阻计算题-