“传感器”类试题浅析

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  由一道物理题的错解谈审题的重要性于能武(姜堰市励才实验学校江苏姜堰225500)例在物理学中磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强.(1)如图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,该磁极为极,若在1处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向是图2中的[CD#3].(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻.某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像如图3所示.根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而[CD#3],图线没有过坐标原点,是因为[CD#3].(3)利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图1磁场中各处的磁感应强度.①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处,小明设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,所提供的器材如圖4所示,其中磁敏电阻所处的磁场未画出.请你将该实验电路连接完整.表1123U/V1.503.004.50I/mA3.006.009.00②正确接线后,测得的数据如上表所示.该磁敏电阻的测量值为Ω.③根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知,1处的磁感应强度为T.④在实验过程中,仅将磁敏电阻从1处移至2处,其它条件不变,那么电流表的示数,电压表的示数[CD#3].(选填“增大”、“减小”或“不变”)(4)就现有的实验器材和电路,请提出一个有意义的可供探究的物理问题:.(5)[JP2]在上述电路中,将该磁敏电阻从待测磁场中移出,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为10.0mA时,求滑动变阻器接入电路的阻值.设电源电压为5.50V.[JP]本题的第(1)、(2)、(3)①③、(4)问较简单,一般的学生都能解对,略.[BP(](1)由图知磁感线从右端发出,故右端为N极、小磁针N极应指向磁感线的方向,即N极向右,甲符合条件.(2)由图可以看出,磁场增强时,磁敏电阻的阻值增大;没有磁场时,磁敏电阻的阻值也不为零故图象不过原点.(3)①让滑动变阻器控制电流,即接法如图5.③1.0.(4)磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗?(或磁场分布是否具有空间对称性?或磁极受撞击后磁场强弱是否改变?)[BP)]下面就对其它几问的错解给予分析及解答.(3)②错解:5错因分析:表格中电流I的单位是mA,而不是A.正解R磁=[SX(]U[]I[SX)]=[SX(]1.5V[]3×10-3A[SX)]=500Ω.④错解:减小增大或不变错因分析第一空填“减小”的原因是误认为磁敏电阻的阻值减小,电路中的电流就减小,没有想到,U不变,R减小,I增大.第二空填“增大”是把第②问表格中的数据当成了第④问的答案,电路中电流在增大,电压表的示数也在增大;填“不变”是误认为电路中只有磁敏电阻,电压表测的是磁敏电阻两端的电压同时也是电源电压.正解当将磁敏电阻从1处移至2处,磁感应强度B减小,由图3知,磁敏电阻的阻值减小,其它条件不变,R滑接入的电阻不变,R总=R滑+R磁,R总减小,I=[SX(]U[]R总[SX)],U不变,R总减小,I增大,U滑=IR滑,I增大,R滑不变,U滑增大,U磁=U-U滑,U不变,U滑增大,U磁减小.(5)错解①R总=[SX(]U[]I[SX)]=[SX(]5.5V[]10×10-3A[SX)]=550Ω,R滑=R总-R磁=550Ω-500Ω=50Ω.②R总=[SX(]U[]I[SX)]=[SX(]5.5V[]10×10-3A[SX)]=550Ω.错因分析①没有理解将该磁敏电阻从待测磁场中移出,其含义是当B=0T,查图3得R磁=100Ω.②没有理解将该磁敏电阻从待测磁场中移出,以为是将该磁敏电阻从电路中移出,只剩下滑动变阻器接入电路.正解(5)移出磁场时,B=0T时,查图3得,磁敏电阻为R磁=100Ω,根据欧姆定律,电路中总电阻R总=[SX(]U[]I[SX)]=[SX(]5.5V[]10×10-3A[SX)]=550Ω,解得滑动变阻器的阻值为R滑=R总-R磁=550Ω-100Ω=450Ω.由本题的分析解答可知,审题信息的来源有三处:一是文字信息;二是图象信息;三是表格信息.本题第(5)问的两种错解都是没有真正理解“将该磁敏电阻从待测磁场中移出”这句话的文字信息;第(3)问②的错解是没有把表格中电流的单位mA读懂读透;第(3)问④的错解是没有真正看懂图1、图3信息并结合电路知识来正确解题.点评本题问题较多,但只要能将其拆分为几个小题来处理即可简单化解:如(1)考查的是条形磁铁的磁场分布特点;(2)考查图像的分析;(3)考查电路知识;(4)考查串联电路的特点.1传感器的应用1.1压力传感器1.2温度传感器(1)当S拨至位置1时,加热功率是多少?R1的阻值是多少?(2)当S拨至位置3时,电路中的电流是多少?(3)当S拨至位置2时,请你列出与此时电路有关的两个未知的物理量并解答.
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