7、(2)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Lx)。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
|
照度(lx) |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
|
电阻(k |
75 |
40 |
28 |
23 |
20 |
18 |
①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。
②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:
光敏电源E(电动势3V,内阻不计);
定值电阻:R1=10k
,R2=20k
,R3=40k
(限选其中之一并在图中标出)
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开关S及导线若干。
答案:(2)①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示。
特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小
②电路原理图如图所示。
解析:当,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,即此时光敏电阻阻值为20k
,两端电压为2V,电源电动势为3V,所以应加上一个分压电阻,分压电阻阻值为10k
,即选用R1。
5、 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。
|
灯泡L,额定功率40W,额定电压36V,符号 ![]()
|
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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:
①如果励磁线圈的电阻为200
,励磁线圈允许加的最大电压为 V,保护电阻
的阻值范围为
。
②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: 。
③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。
答: 。
答案23. (11分)
(1)电路原理如图所示。(4分)
(2)①20 (2分) 160~520(2分)
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当电磁铁吸合铁片时,3、4之间接通:不吸合时,3、4之间断开。
③电磁起重机
3、用多用电表进行了几次测量,指针分别处于a和b的位置,如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位,a和b的相应读数是多少?请填在表格中。
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II.(6分)用右图所示电路,测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值
其保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
(a)电流表(量程0.6A、3A);
(b)电压表(量程3v、15v);
(c)定值电阻(阻值1
、额定功率5w);
(d)定值电阻(阻值10
、额定功率10w);
(e)滑动变阻器(阻值范围0-10
、额定电流2A);
(f)滑动变阻器(阻值范围0-100
、额定电流1A).
那么
(1) 要正确完成实验,电压表的量程应选择_______V,电流表的量程应选择______A;
应选择_______
的定值电阻,R应选择阻值范围是__________
的滑动变阻器。
(2) 引起该实验系统误差的主要原因是_____________________________
答案:I.
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指针位置 |
选择开关所处的档位 |
读 数 |
|
a |
直流电流100mA |
23.0mA |
|
直流电压2.5V |
0.57V |
|
|
b |
电阻×100 |
320Ω |
解析:直流电流100mA档读第二行“0-10”一排,最小度值为2mA估读到1mA就可以了;直流电压2.5V档读第二行“0~250”一排,最小分度值为0.05V估读到0.01V就可以了;电阻×100档读第一行,测量值等于表盘上读数“3.2”乘以倍率“100”。
II.答案:
(1)3,0.6,1,0-10。(2)由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
解析:由于电源是一节干电池(1.5V),所选量程为3V的电压表;估算电流时,考虑到干电池的内阻一般几Ω左右,加上保护电阻,最大电流在0.5A左右,所以选量程为0.6A的电流表;由于电池内阻很小,所以保护电阻不宜太大,否则会使得电流表、电压表取值范围小,造成的误差大;滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了,取0-10Ω能很好地控制电路中的电流和电压,若取0-100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象。
关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的,一般具有倾向性,总是偏大或者偏小。本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,造成E测<E真,r测<r真。
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4、(2)(12分)某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
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器材(代号) |
规格 |
|
电流表(A1) 电流表(A2) 电压表(V1) 电压表(V2) 滑动变阻器(R1) 滑动变阻器(R2) 直流电源(E) 开关(S) 导线若干 |
量程0~50mA,内阻约为50 量程0~200mA,内阻约为10 量程0~3V,内阻约为10k 量程0~15V,内阻约为25k 阻值范围0~15 阻值范围0~1k 输出电压6V,内阻不计 |
①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(以上均填器材代号)
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②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
③若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点?
相同点:
,
不同点:
。
答案.
(2)①A2 V1 R1
②如图
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③相同点:通过该元件的电流与电压的变化关系和通过小电珠的电流与电压的变化关系都是非线性关系,该元件的电阻随电压的增大而减小,而笑电珠的电阻值随电压的升高而增大。
[解析](1)①游标卡尺方便地测量内径、外径和深度,而螺旋测微器只能测外径。故选A
②多次测量取平均值的目的就是减小偶然误差。
(2)①图像中电流0-0.14A,电流表选A2;电源电压6V,但图像只要求电压在0-3V之间调整,为了测量准确电压表选V1;由于绘制图像的需要,要求电压从0-3V之间调整,所以滑动变阻器只能采用分压式接法,为了能很好调节电压,滑动变阻器应选用阻值较小的R1。
②该元件约几十Ω,
,电压表的分流作用可以忽略,所以采用电流表外接法;实验数据的采集要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法。
③从图像的形状和斜率变化趋势上去找相同点和不同点,突出都是“非线性”,图像上某点与原点连线的斜率是电阻的倒数。