專題以傳感器為背景的圖象問題

用傳感器測(cè)試出物理量的變化圖象，然后從圖象中總結(jié)出物理規(guī)律，以達(dá)到認(rèn)識(shí)這一現(xiàn)象目的，是現(xiàn)代科學(xué)研究的一種重要手段．高考中這類問題是熱點(diǎn)考題．這類問題傳感器往往只是背景，相關(guān)的板塊知識(shí)是考查的重點(diǎn)．認(rèn)識(shí)的關(guān)鍵是將圖象的幾何要點(diǎn)：線(方程)、點(diǎn)(狀態(tài))、截距、斜率、面積、周期轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的物理量，再現(xiàn)實(shí)際物理情景，找到規(guī)律，就能使問題得以認(rèn)識(shí)．圖表信息的轉(zhuǎn)化能力是解題關(guān)鍵，板塊規(guī)律掌握是解題的基礎(chǔ)．

【例題】將單擺掛在測(cè)力傳感器的探頭上，用測(cè)力探頭和計(jì)算機(jī)組成的實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)定單擺擺動(dòng)過程中擺線受到的拉力(單擺擺角小于5°)，計(jì)算機(jī)屏幕上得到如圖6－1甲所示的F－t圖象．然后使單擺保持靜止，得到如圖6－1乙所示的F－t圖象．求：圖6－1(1)此單擺的周期是多少？

(2)設(shè)擺球在最低點(diǎn)時(shí)Ep＝0，已測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，單擺的周期用T表示，試推出此單擺擺動(dòng)時(shí)的機(jī)械能E的表達(dá)式．

解：(1)單擺在擺動(dòng)過程中，拉力在最低點(diǎn)最大，單擺擺動(dòng)一個(gè)周期，拉力變化兩個(gè)周期，從圖中看到拉力的周期0.4s，單擺的周期為0.8s.

1．(2011年江蘇卷)美國科學(xué)家WillardS．Boyle與GeorgeE．Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器．下列器)件可作為傳感器的有( A．發(fā)光二極管 C．霍爾元件

B．熱敏電阻D．干電池BC照度(Lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018

2．(2009年山東卷)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為Lx)．某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D6－2給定的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn)．圖6－2

(2)如圖6－3所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡單電路．給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(Lx)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.(不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下：光敏電源E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R1＝10kΩ，R2＝20kΩ，R3＝40kΩ(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干．圖6－3解析：當(dāng)天色漸暗暗照度降低低至1.0(Lx)時(shí)啟動(dòng)照明明系統(tǒng)，即即此時(shí)光敏電電阻阻值為為20kΩΩ，兩端電壓壓為2V，電電源電動(dòng)勢(shì)勢(shì)為3V，所以應(yīng)加加上一個(gè)分分壓電阻，，分壓電阻阻阻值為10kΩΩ，即選用R1.答案：(1)光敏敏電阻的阻阻值隨光照照變化的曲曲線如圖11所所示．特點(diǎn)：光敏敏電阻的阻阻值隨光照照強(qiáng)度的增增大非線性減小小．(2)電路路原理圖如如圖12所示．．圖11圖123．(2008年廣東卷)某實(shí)驗(yàn)小組組探究一種種熱敏電阻的溫度特特性，現(xiàn)有器器材：直流流恒流電源源(在正常工工作狀態(tài)下下輸出的電電流恒定)、電壓壓表、待測(cè)測(cè)熱敏電阻阻、保溫容容器、溫度度計(jì)、開關(guān)關(guān)和導(dǎo)線等等．(1)若用用上述器材材測(cè)量熱敏敏電阻的阻阻值隨溫度度變化的特特性，請(qǐng)你在下面面的實(shí)物圖圖上連線．．圖6－4(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的主要步步驟：①正確連接接電路，在在保溫容器器中注入適適量冷水，，接通電源源，調(diào)節(jié)并記記錄電源輸輸出的電流流值．②在保溫容容器中添加加少量熱水水，待溫度度穩(wěn)定后，，閉合開關(guān)關(guān)，______________________，_____________________，，斷開開關(guān)關(guān)．③重復(fù)第②②步操作若若干次，測(cè)測(cè)得多組數(shù)數(shù)據(jù)．(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)小組算得得該熱敏電電阻在不同同溫度下的的阻值，并并據(jù)此繪得如圖6－5所所示的R－t關(guān)系圖線，，請(qǐng)根據(jù)圖圖線寫出該該熱敏電阻的R－t關(guān)系式：R