2018届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升实验十二传感器的简单使用
2018版高考物理一轮复习讲义检测：第十章交变电流传感器实验十二 传感器的简单使用含解析
实验十二传感器的简单使用突破点（一）热敏电阻的原理及应用典例1] 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
（1）若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在实物图上连线。
(2）实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源,调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关,______，______，断开开关；③重复第②步操作若干次,测得多组数据.（3）实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得Rt关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的Rt关系式：R＝________＋________t（Ω）。
解析] 根据R＝错误!就可求出不同温度下热敏电阻的阻值,并据此绘得R。
t图线。
在图线上取两点,当t1＝10 ℃时，R1＝104 Ω，当t2＝60 ℃时,R2＝124 Ω，R.t图线的斜率为错误!＝0.4；将图线延长，图线交于原点，说明t＝0 ℃时的电阻为100 Ω，故R.t关系式为R ＝100＋0。
4t（Ω)。
答案] (1)如图所示(2)②读取温度计示数读取电压表示数（3）100 0。
4由题引知·要点谨记]错误!2. 考查实验步骤[对应第2题］1实验过程中应逐步升温待温度稳定后再读数。
2实验时应测多组数据，以减小实验误差。
错误!集训冲关］1．(2016·全国乙卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警。
提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过I c时就会报警)，电阻箱（最大阻值为999。
9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω），滑动变阻器R2（最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干.在室温下对系统进行调节.已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
高考物理一轮复习 实验增分 专题12 传感器的简单使用对应演练
实验十二 传感器的简单使用对应演练·迁移运用1．(多选)如图所示，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，当照射光强度增大时( ABC )A ．电压表的示数增大B ．R 2中电流减小C ．小灯泡的功率增大D ．电路的路端电压增大解析 当照射光强度增大时，R 3阻值减小，外电路电阻随R 3的减小而减小，R 1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，电压表的示数增大，选项A 正确，D 错误；由路端电压减小、R 1两端电压增大知，R 2两端电压减小，则R 2中电流减小，故选项B 正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故选项C 正确．2．(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B 能接收到发光元件A 发出的光，每当工件挡住A 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m ，则下列说法正确的是( BC )A ．传送带运动的速度是0.1 m/sB ．传送带运动的速度是0.2 m/sC ．该传送带每小时输送3 600个工件D ．该传送带每小时输送7 200个工件解析 从乙图可以知道，每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是v ＝0.21m/s ＝0.2 m/s ，故选项A 错误，B 正确；传送带每小时传送的距离为s ＝vt ＝0.2×3 600 m，工件个数为n ＝s L＝3 600个，选项C 正确，D 错误．3．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计，G为灵敏电流表，其内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( D)A．60 ℃B．80 ℃C．100 ℃D．120 ℃解析由题中图乙知，温度为20℃时，R的阻值R1＝4 kΩ.由欧姆定律知E＝I1(R1＋R g)，E＝I2(R2＋R g)，两式联立，解得R2＝2 kΩ，由图乙中查得此时温度为120℃，选项D正确．4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( D)A．从t1到t2时间内，小车一定做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动解析在0～t1内，I恒定，压敏电阻阻值不变，由重球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速直线运动，选项A、B均错误．在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，选项C 错误，D正确．。
高考物理第一轮复习课时跟踪练：第十一章第三讲实验十二：传感器的简单使用(有解析)
第十一章交流电传感器第三讲实验十二：传感器的简单使用课时跟踪练1．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是()A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量解析：传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B、D错，C对．答案：C2．(多选)(2018·孝感模拟)如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知()A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D．如果用戴了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作解析：电容触摸屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个极板，把导体层当作另一个极板，故A正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，B正确，C错误；如果带了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，D错误．答案：AB3.(2018·太原模拟)如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化是________，发生这一现象的主要原因是________(填字母代号)．A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化解析：电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，根据闭合电路欧姆定律I＝ER＋r可知，电流减小，小灯泡的实际功率减小，所以变暗．答案：变暗 C4．(2018·石家庄模拟)一些材料的电阻随温度的升高而变化．如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．(1)电流刻度较大处对应的温度刻度________(选填“较大”或“较小”)；(2)若电阻箱阻值R′＝150 Ω，当电流为5 mA时对应的温度数值为________℃.解析：(1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小．(2)电流为5 mA时，电路总电阻为300 Ω，电阻箱阻值R′＝150 Ω，则R＝150 Ω，由题图甲得对应的温度为50 ℃.答案：(1)较小(2)505．(2018·临沂模拟)一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不产生臭氧．现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω，允许通过的最大电流为3 mA；电源E的电压为36 V，内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S和导线若干．臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图所示．设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B(电路图画在虚线框内)．解析：为了能控制臭氧发生器，应该用滑动变阻器的分压式接法，有光照时P 能正常工作，无光照时P不工作．电路图如图所示．答案：见解析图6．(2016·北京卷)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更__________(选填“敏感”或“不敏感”)．解析：由Rt图象可知，热敏电阻在温度上升时电阻减小，则导电能力增强．相对金属热电阻，热敏电阻在相同的温度变化情况下电阻变化大，则热敏电阻对温度变化的响应更敏感．答案：增强敏感7．为节约能源采用光电池为路灯提供电能，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(如天黑)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，天黑时打开．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50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，在方框中画出电路原理图．光敏电阻R1，符号；灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号错误!；保护电阻R2，符号；电磁开关，符号；蓄电池E，电压36 V，电阻很小；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 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为______V，保护电阻R2的阻值范围为______Ω.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．解析：(1)要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1、2串联，3、4与路灯串联，电路图如图所示．(2)①由U ＝IR 得励磁线圈允许加的最大电压U m ＝I m R ＝0.1×200 V ＝20 V ；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得R 2min ＝E －U m I m ＝160.1Ω＝160 Ω，R 2max ＝E －RI min I min ＝260.05Ω＝520 Ω，因此保护电阻R 2的阻值范围为160～520 Ω；②解析略．答案：(1)见解析 (2)①20 160～520②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8．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)．例如热敏传感器，主要是应用半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙所示是由热敏电阻R 1作为传感器制作的简单自动报警器线路图．图甲 图乙(1)为了使温度过高时报警器铃响，c 应接在________(选填“a ”或“b ”)处．(2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P 向________(选填“左”或“右”)移动．(3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P 都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能工作的原因可能是_____________________________________________________．解析：(1)从题图甲的图线可知，热敏电阻阻值随温度的升高而减小，从而使电路中的电流变大，要求温度过高时报警器铃响，则c 应接在a 处时电路才会接通．(2)由题给线路图易知，滑动变阻器滑片P向左移动时，会使启动报警的温度提高．(3)电路连接完好且各元件都处于工作状态，而电路不能工作，说明电路中电流过小，电磁铁的磁性太弱，以致不能控制右侧的电路接通，原因可能是左边电源路端电压过小，或线圈的匝数过少，或弹簧的劲度系数过大等．答案：(1)a(2)左(3)题图乙中左边电源路端电压太小，或线圈的匝数太少，或弹簧的劲度系数太大等。
高考物理一轮复习第十一章实验12传感器的简单使用课件
热敏电阻(该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在120 ℃时阻值为700.0 Ω);
报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警,Ic约为10 mA;流过报警器的电
流超过20 mA时,报警器可能损坏);
电阻箱(最大阻值为999.9 Ω);
直流电源(输出电压为U约为18 V,内阻不计);
到或超过某一特定值时,系统报警,且光敏电阻在这一特定值时的电阻为
650 Ω,则需将上述电路中的
到
换成光敏电阻,并将电阻箱的阻值调
Ω,然后重复上述操作即可。
答案(1)R2 (2)①700.0 b
报警器可能损坏
(3)不变
接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,
②c 报警器开始报警
(4)热敏电阻
650
对于用传感器控制电路问题,要结合题目提供的信息,认真分析传感器所在
的电路结构,并注意以下两个方面:(1)确定传感器所感受到的物理量(如力、
热、光、声、磁等);(2)经转换电路转换成电学量信号,最后借助于转换电
路把电学量信号转换成便于处理显示、记录或控制的量。
【典例1】 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达
滑动变阻器(最大阻值为10 Ω);
电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);
单刀开关S1,单刀双掷开关S2,图中
为电表。
实验时,按电路图连好电路,将热敏电阻放在温控箱内,先将温度调为80.0 ℃,将S2
与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,电路中电表示数为某一定值X;保持R1的滑
片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电表读数仍为X;断开S1,
高考物理一轮总复习课件实验12传感器的简单使用
0.2 一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离， 所以传送带运动的速度是 v＝ m/s 1 ＝0.2 m/s.故 A 错误，B 正确；传送带每小时传送的距离为 x＝vt＝0.2×3 600 m，工 x 件个数为 n＝ ＝3 600 个，C 正确，D 错误． L
答案：BC
• A．传送带运动的速度是0.1 m/s B．传 送带运动的速度是0.2 m/s • C．该传送带每小时输送3 600个工件 D． 解析：从乙图可以知道：每间隔 1 秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这 该传送带每小时输送7 200个工件
• (3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的 阻值，并据此绘得如图乙所示的R-t关系图线 ，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式： R＝________＋________t(Ω)．(保留三位有 效数字)
• 解析：(1)直流恒流电源在正常工作状态下输 出的电流恒定，故只需要将电压表与电阻并 联测量出电压即可，实物图连线如图． • (2)本实验要测量电阻值和温度值的关系．电 阻要用欧姆定律计算，由于电流恒定且已知 ，故需测量电压和温度． • (3)从图中取相距较远的两个特殊点，代入R ＝R0＋kt计算，由图有 • 120＝R0＋50k • 104＝R0＋10k • 解得：R0＝100 Ω，k＝0.395
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[数据处理与分析] [分析与结论] 1．研究热敏电阻的热敏特性 (1)在RT-t坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻 值随温度变化的图线． (2)结论：半导体热敏电阻的阻值随温度的升 高而减小，随温度的降低而增大． 2．研究光敏电阻的光敏特性 (1)根据记录数据分析光敏电阻的特性． (2)结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变
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课时跟踪检测五十二
高考物理一轮复习 12 传感器的简单使用
取夺市安慰阳光实验学校课时跟踪检测五十二实验12 传感器的简单使用【基础过关】1．(山东寿光现代中学月考)度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C三个说法均正确；交流、直流均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．答案：D2．(陕西西安检测)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内电阻不计；G为灵敏电流计，内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是________℃.解题思路：结合图象和闭合电路欧姆定律求解．解析：从题图乙查得t＝20 ℃时，R的阻值为4 kΩ，由E＝I1(R＋R g)得R g＝EI1－R＝92kΩ－4 kΩ＝0.5 kΩ.当I2＝3.6 mA时，设热敏电阻的阻值为R′，则R′＝EI2－R g＝93.6kΩ－0.5 kΩ＝2 kΩ，从题图乙查得此时对应的温度t2＝120 ℃.答案：1203．(河南顶级名校摸底)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻R t作为传感器制作的简单自动器原理图．则(1)为了使温度过高时器铃响，开关应接在________(填“a”或“b”)端．(2)若使启动的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)移动．解析：温度升高时，热敏电阻阻值减小，题图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使器所在电路接通并，开关应接a端．要实现温度更高时，即热敏电阻阻值更小时才将器电路接通，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即P向左移动．答案：(1)a(2)左【提升过关】实验题1. (河南洛阳一中周练)如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω，S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20 ℃～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃.c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．d．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录______________________．e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录__________________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值，直到20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e、f.解析：(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等，95 ℃和20 ℃时对应的电路的电阻相等，有150＋R0＝R T＋R1，即R T＝R0－R1＋150 Ω.答案：(1)如图所示(2)电阻箱的读数R0仍为I0电阻箱的读数R1R0－R1＋150 Ω2．(安徽皖江名校联盟月考)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”)；(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示)，则25 ℃的刻度应在20 ℃刻度的________(填“左”或“右”)侧；(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路．解析：(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大，故电路中电流会减小．(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度应对应较大电流，故在20 ℃刻度的右侧．(3)如图所示．答案：(1)小(2)右(3)见解析3．(吉林一中期末)小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电路的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1＝3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30 Ω.当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象．(1)由图乙可知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻阻值为________Ω.当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________，继电器的磁性将________(后两空均填“增大”“减小”或“不变”)；(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D 应与接线柱________相连(均填“A”或“B”)；(3)图甲中线圈下端P的磁极是________(填“N”或“S”)极；(4)请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃．解析：(1)分析题乙图，找到热敏电阻40 ℃对应的阻值为70 Ω，并且分析图象发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大．(2)由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B 相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连．(3)由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极．(4)当线圈中的电流I＝50 mA＝0.05 A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃．控制电路的总电阻R总＝U1I＝30.05Ω＝60 Ω，热敏电阻R＝R 总－R0＝60 Ω－30 Ω＝30 Ω.由题图乙可知，此时t＝78 ℃，所以当温度t≥78 ℃时，警铃．答案：(1)70 Ω减小增大(2)B A(3)S (4)见解析4．(课标全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控制的系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统．提供的器材有：热敏电阻，器(内阻很小，流过的电流超过I c时就会)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过器的电流超过20 mA时，器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的系统原理电路图的连线．(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是__________________________．②将开关向________(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至__________________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，系统即可正常使用．解析：由实验目的可知在常温下调好装置，进而进行温控，故开关c路的电阻箱与开关d路的热敏电阻应在不同状态串联接入电路，如图所示．根据电路的电流(10～20 mA)可得电阻范围(900～1 800 Ω)，得到滑动变阻器选R2.电路接通前调节电阻箱使其阻值等于器状态的电阻值650.0 Ω.为了保护电路中的器，开关闭合前电路中电流必须较小，滑片置于b端．答案：(1)连线如图所示(2)R2(3)①650.0 b接通电源后，流过器的电流会超过20 mA，器可能损坏②c器开始。
高三物理一轮复习 跟踪演练 化提升传感器的简单使用
峙对市爱惜阳光实验学校十二传感器的简单使用跟踪演练·强化提升【根底题组】1.(多项选择)(2021·模拟)家Willard S·Boyle与George E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要创造荣获度诺贝尔物理学奖。
CCD是将光学量转变成电学量的传感器。
以下器件可作为传感器的有( )A.发光二极管B.热敏电阻C.霍尔元件D.干电池【解析】选B、C。
传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分非电学量,并把它们按照一的规律转换为电压、电流电学量的元件。
发光二极管是电学元件,是电能转换成光能的元件,不是传感器,A错误;干电池是一种电源,不是传感器,D错误;热敏电阻受热时,其电阻会发生变化,能把热学量转换成电学量,是传感器,B正确;霍尔元件能够把磁感强度这个非电学量转换成电压这个电学量,是传感器,C正确。
2.(2021·模拟)传感器是一种采集信息的重要器件。
如下图是一种测压力的电容式传感器,A为固电极,B为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。
可动电极两端固,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容。
现将此电容式传感器与零刻线在的灵敏电流表和电源串联,组成闭合电路,电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。
当待测压力增大时( )A.电容器的电容将减小B.灵敏电流表指针在央零刻线处C.灵敏电流表指针向左偏转D.灵敏电流表指针向右偏转【解析】选D。
当待测压力增大时,电容器板间距离缩小,由C=εrS4πkd知,电容器的电容增大,A错误;由于电容器与电源相连,故电压U不变,由Q=CU知,电容器的电荷量将增加,即电容器需充电,故电流从电流表的正接线柱流入,指针将向右偏转,B、C错误,D正确。
3.如下图,理想变压器的原线圈接有交变电压U,副线圈接有光敏电阻R1(光敏电阻随光照强度增大而减小)、值电阻R2。
那么( )A.仅增强光照时,原线圈的输入功率减小B.仅向下滑动P时,R2两端的电压增大C.仅向下滑动P时,R2消耗的功率减小D.仅增大U时,R2消耗的功率减小【解析】选B。
2018届高考物理一轮复习实验12传感器的简单使用课件
C.R 小灯泡的功率增大 流过 2的电流减小可知,流过小灯泡的电流增大,则小灯泡的功率增大,故
2.研究光敏电阻的光敏特性 (1)实验步骤
①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示的电 路连接好,其中多用电表置于“×100”挡。 ②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。 ③接通电源,让小灯泡发光,调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐 渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。 ④用手掌(或黑纸)遮住光,观察光敏电阻的阻值,并记录。
-4-
(2)数据处理 ①根据记录数据,把测量到的温度、电阻值填入下表中,分析热 敏电阻的特性。
次数待测量 温度 (℃) 电阻 (Ω )
②在如图所示坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的 图线。
③根据实验数据和R-t图线,得出结论:热敏电阻的阻值随温度的 升高而减小,随温度的降低而增大。
-5-
关闭
由题图乙知,温度为20℃时,R的阻值R1=4 kΩ。由欧姆定律可得
E=I1(R1+Rg),E=I2(R2+Rg),两式联立,解得R2=2 kΩ,通过题图乙查得此时温
度为120 ℃,D正确。 D
关闭
A.60 ℃
B.80 ℃
C.100 ℃D.120 ℃
解析
答案
-8考点一 考点二
例2由对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT,在给定温 度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将RT和两个适 当的固定电阻R1、R2连成图甲虚线框内所示的电路,以使该电路的 等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的,且具有 合适的阻值范围。为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温 度下RL的阻值,测量电路如图甲所示,图中电压表内阻很大。RL的 测量结果如表所示。
高考物理一轮复习实验增分专题12传感器的简单使用课件
• (4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合， 的正确顺⑤序④是②_③__①_________________(填写各步骤前的序
• ①将热敏电阻接入电路 • ②观察到继电器的衔铁被吸合 • ③断开开关，将电阻箱从电路中移除 • ④合上开关，调节滑动变阻器的阻值 • ⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.
解析 (1)由题表格知，踏板空载时，压力传感器的电阻 R＝3 流 I＝UR＝340.80 A＝1.6×10－2 A．(2)当电流 I′＝20 mA＝2×10－2 的电阻 R′＝IU′＝2×41.80－2 Ω＝240 Ω，由表格可知，这个人受到 此人质量为 50 kg．
• 考点4 电容式传感器
• [例4]如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为 定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电 液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针 偏转方向与电流方向相同．如果发现指针正向右偏转， 则导电液体的深度h的变化情况为( )
• [例2]为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照 小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两 如图乙所示．
• (1)根据U－I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为3 _____________20_0Ω，强光照射时电阻为__________Ω；
• (2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻 考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中________ “正常光照射时”或“强光照射时”强光)测照得射的时电阻误差较 种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采
• 请作答：
压力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 50 电压R/Ω 300 270 240 210 180 150 12
版高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 实验十二 传感器的简单使用随堂检测巩固落实
实验十二传感器的简单使用1. 酒精测试仪用于灵巧车驾驶人员可否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在以下列图的电路中，酒精气体的不同样浓度对应着传感器的不同样电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．若是二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的选项是()A．U越大，表示C越大，C与U成正比B．U越大，表示C越大，但是C与U不行正比C．U越大，表示C越小，C与U成反比D．U越大，表示C越小，但是C与U不行反比剖析：选B.设二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻为R x，由闭合电路欧姆定律得，干路的电流I＝Er＋R0＋R＋R x，电压表示数U＝IR0＝ER0r＋R0＋R＋R x，而R x C＝k(定值)，由以上关系式可见U越大，表示C越大，但是C与U不行正比，故B项正确．2．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路以下列图．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，以致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显剖析：选C.当R M变大时，回路的总电阻R总变大，依照I总＝ER总，得干路中的电流变小，S两端的电压U＝I总R S变小，应选项A、B错误；当R M变小时，回路的总电阻R总＝11R＋1R M＋R S变小，依照I总＝ER总，得干路中的电流变大，S两端的电压U ＝I总R S变大，而且R越大，R M变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，应选项C正确，选项D错误．3．(2016·高考北京卷) 热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的表示图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)．剖析：由题图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏感．答案：增强敏感4．对温度敏感的半导体资料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R T和两个合适的定值电阻R1、R2连成如图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T所处环境温度的变化近似为线性的，且拥有合适的阻值范围．为了考据这个设计，他采用伏安法测量在不同样温度下R L的阻值，测量电路以下列图，图中的电压表内阻很大．实验中的部分实验数据测量结果如表所示．温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/Ω54.351.047.544.341.037.934.7 I/mA93.397.6102.9109.7116.7125.2134.2U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66 回答以下问题：(1)依照图甲所示的电路，在如图乙所示的实物图上连线．(2)为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出R L－t关系图线．(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丙所示，电流表的读数为______________，电压表的读数为________．此时等效电阻R L的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．丙剖析：(3)因为电流表的最小刻度为5 mA，故读数时只需要精确到1 mA，因此电流表的读数为115 mA，而电压表的最小刻度为0.1 V，故读数时要估读到0.01 V，因此电压表的读数为5.00 V．等效电阻R L＝UI≈43.5 Ω，结合R L－t图象可知热敏电阻所处环境的温度约为62.5 ℃.答案：(1)连线以下列图(2)R L－t关系图线以下列图(3)115 mA 5.00 V43.5 Ω62.5 ℃5．(2019·郑州模拟)电控调光玻璃能依照光照强度自动调治玻璃的透明度，将光敏电阻R x和定值电阻R0接在9 V的电源上，电源内阻不计，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：光强E/cd1234 5电阻值/Ω1896 3.6[“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd)](1)当光照强度为4坎德拉(cd)岁月敏电阻R x的大小为________Ω.(2)其原理是光照增强，光敏电阻R x阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升．若电源电压不变，R0是定值电阻，则以下电路图中吻合要求的是________(填序号)．(3)现已知定值电阻R0为12 Ω，用电压表测得光敏电阻两端的电压为3 V，则此岁月照强度为多少？剖析：(1)由表格数据可知，光敏电阻R x与光强E的乘积均为18 Ω·cd不变，则当E＝4 cd时，光敏电阻的阻值：R x＝18 Ω·cd4 cd＝4.5 Ω.(2)由题意可知，光敏电阻R x与定值电阻R0串通连接，光照增强时，光敏电阻R x阻值减小，电路中的总电阻减小，由I＝UR可知，电路中的电流增大，由U＝IR可知，R0两端的电压增大，因串通电路中总电压等于各分电压之和，因此R x两端的电压减小，反之光照减弱时，光敏电阻R x阻值增大，R0两端的电压减小，R x两端的电压增大，则玻璃并联在R0两端时不吻合，玻璃并联在R x 两端时吻合，故A项错误，C项正确；若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，故B、D项错误．(3)当R0＝12 Ω，光敏电阻两端的电压U x＝3 V，因串通电路中总电压等于各分电压之和，R0两端的电压：U0＝U－U x＝9 V－3 V＝6 V，因串通电路中各处的电流相等，因此电路中的电流I＝U0R0＝U xR′x，即6 V12 Ω＝3 VR′x，解得R′x＝6 Ω，此岁月照强度E′＝18 Ω·cd6 Ω＝3 cd.答案：(1)4.5(2)C(3)3 cd6．(2016·高考全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或高出60 ℃时，系统报警．供应的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流高出I c时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调治．已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过报警器的电流高出20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度高升而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调治的报警系统原理电路图的连线．(2)电路中应采用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)．(3)依照以下步骤调治此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，依照实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端周边，不能够置于另一端的原因是______________________________________________________________ __________．②将开关向______(填“c”或“d”)端闭合，缓慢搬动滑动变阻器的滑片，直至______________________________________________________________ __________．(4)保持滑动变阻器滑片的地址不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．剖析：(1)依照题述，应该采用滑动变阻器的限流接法，连接的电路如答案图所示．(2)依照题述，流过报警器的工作电流高出10 mA时，报警器就会报警，可知滑动变阻器的最大阻值最少为R＝UI c＝1810×10－3Ω＝1 800 Ω，因此在电路中应采用最大阻值为2 000 Ω的滑动变阻器R2.(3)①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，依照实验要求，这一阻值为热敏电阻在60 ℃时的阻值650.0 Ω；滑动变阻器的滑片应置于接入电路的阻值最大处，即b端周边，不能够置于另一端的原因是：若置于a端，则以致闭合开关后，报警器中电流大于20 mA，报警器可能损坏．②将开关向c端闭合，缓慢搬动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警．答案：(1)连线以下列图(2)R2(3)①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会高出20 mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警。
2018年高考物理大一轮复习课时规范训练：第11章-实验12传感器的简单使用 含解析
高效演练跟踪检测1．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是________℃.解析：E＝I(R＋R g)代入I1＝2 mA得R g＝0.5 kΩ代入I2＝3.6 mA得R＝2 kΩ读图可得温度为120 ℃.答案：1202．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表○A (实质是理想电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，取g＝10 m/s2.请作答：(1)该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A处．(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，这个人的质量是________kg.解析：(1)由题表格知，踏板空载时，压力传感器的电阻R＝300 Ω，此时○A中电流I＝UR＝4.8300A＝1.6×10－2 A.(2)当电流I′＝20 mA＝2×10－2A时，压力传感器的电阻R′＝U I′＝4.82×10－2Ω＝240 Ω，由表格可知，这个人受到的重力为500 N，此人质量为50 kg.答案：(1)1.6×10－2(2)503．利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(选填“大”或“小”)．(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示)，则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧．(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路．解析：(1)因为负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻增大，故电路中电流会减小．(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度应对应较大电流，故在20 ℃的刻度的右侧．(3)电路如图所示．答案：(1)小(2)右(3)见解析图4．如图所示，图甲为热敏电阻的R－t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B”或“C、D”端)．(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50 ℃，可变电阻R′的阻值应调节为________ Ω.解析：(1)恒温箱内的加热器应接在A、B端. 当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低．随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20 mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度．(2)要使恒温箱内的温度保持在50 ℃，即50 ℃时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路欧姆定律I＝Er＋R＋R′，r为继电器的电阻．由题图可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R ′＝E I －(r ＋R )＝260 Ω.答案：(1)A 、B 端 (2)2605．如图甲为利用光敏电阻检测传送带上物品分布，从而了解生产线运行是否正常的仪器．其中A 是发光仪器，B 是一端留有小孔用绝缘材料封装的光敏电阻．当传送带上没有物品挡住由A 射向B 的光信号时，光敏电阻阻值R 1＝50 Ω，当传送带上有物品挡住由A 射向B 的光信号时，光敏电阻阻值R 2＝150 Ω.定值电阻R 3＝45 Ω.C 为平行板电容器，虚线与两极板距离相等，极板长L 1＝8.0×10－2 m ，两极板的间距d ＝1.0×10－2 m ．D 为屏，与极板垂直，D 到极板的距离L 2＝0.16 m ，屏上贴有用特殊材料做成的记录纸，当电子打在记录纸上时会留下黑点，工作时屏沿图示方向匀速运动．有一细电子束沿图中虚线以速度v 0＝8.0×106 m/s 连续不断地射入电容C ，虚线与屏交点为O .图乙为一段记录纸．已知电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，电子质量m ＝9×10－31 kg.忽略细电子束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力．求：电源的电动势E 和内阻r .解析：当没有物品挡光时，设电容器两端电压为U 1，此时电子在屏上的偏转Y 1＝0.02 m.电子在平行板间运动时，加速度a ＝eU 1md ，L 1＝v 0t 1侧移量y 1＝12at 21解得y 1＝eU 1L 212md v 20电子射出平行板后做匀速直线运动，v y ＝at 1，tan θ＝v y v 0＝eU 1L 1md v 20所以Y1＝y1＋L2tan θ解得U1＝4.5 V同理可得，当有物品挡光时，电容器两端电压U2＝2.25 V在闭合电路中，U1＝ER1＋R3＋rR3U2＝ER2＋R3＋rR3解得E＝10 V，r＝5 Ω.答案：10 V 5 Ω6．如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I －U关系曲线图．(1)为了通过测量得到如图所示I－U关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：____________________.(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)(2)在如图所示电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1＝250 Ω.由热敏电阻的I－U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________ Ω.解析：(1)应选择图甲，因为图甲电路电压可从0 V 调到所需电压，电压调节范围大．(2)由题图知R 2与热敏电阻串联后与R 1并联接在9 V 电源上，总电流I ＝70 mA ，R 1＝250 Ω.设通过热敏电阻的电流为I 2，通过R 1的电流为I 1，则I ＝I 1＋I 2，故I 2＝I －I 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫70－9250×103mA ＝34 mA.由图象查得34 mA 对应的电压为5.0 V ，R 2两端电压U 2＝9 V －5.0 V ＝4.0 V ，所以R 2＝ 4.0 V 34×10－3 A＝117.6 Ω. 答案：(1)甲 因为甲电路电压可从0 V 调到所需电压，电压调节范围大(2)5.0 117.6。
高考物理一轮复习课件：选修32 第十一章 实验十二 传感器的简单使用
热点一 温度传感器的应用 [典例 1] (2016·高考全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控制的报 警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过 60 ℃时，系统报警．提 供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过 Ic 时
跟踪训练 就会报警)，电阻箱(最大阻值为 999.9 Ω)，直流电源(输出电压为 U， 内阻不计)，滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 Ω)，滑动变阻器 R2(最 大阻值为 2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干． 在室温下对系统进行调节．已知 U 约为 18 V，Ic 约为 10 mA；流 过报警器的电流超过 20 mA 时，报警器可能损坏；该热敏电阻的 阻值随温度升高而减小，在 60 ℃时阻值为 650.0 Ω.
热点三
(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方
跟踪训练
向如图甲所示，该同学用电压表测量 UH 时，应将电压表的“＋”接 线柱与________(选填“M”或“N”)端通过导线相连． (2)已知薄片厚度 d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度 B＝0.10 T 不
变，改变电流 I 的大小，测量相应的 UH 值，记录数据如下表所示. I(×10－3 A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
传感器工作的原理可用下图表示：
[实验器材] 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯 泡、学生电源、滑动变阻器、开关、导线等．
[实验步骤及数据处理] 一、研究热敏电阻的热敏特性 1．实验步骤 (1)按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理． (2)把多用电表置于“欧姆挡”，并选择适当的量程测出烧 杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数． (3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中， 记下温度计的示数和多用电表测出的热敏电阻的阻值． (4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录．
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实验十二传感器的简单使用
跟踪演练·强化提升
【基础题组】
1.(多选)(2017·广州模拟)美国科学家Willard S·Boyle与George E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖。
CCD是将光学量转变成电学量的传感器。
下列器件可作为传感器的有( )
A.发光二极管
B.热敏电阻
C.霍尔元件
D.干电池
【解析】选B、C。
传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件。
发光二极管是电学元件,是电能转换成光能的元件,不是传感器,A错误;干电池是一种电源,不是传感器,D错误;热敏电阻受热时,其电阻会发生变化,能把热学量转换成电学量,是传感器,B正确;霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成电压这个电学量,是传感器,C正确。
2.(2017·平顶山模拟)传感器是一种采集信息的重要器件。
如图所示是一种测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。
可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容。
现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联,组成闭合电路,已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。
当待测压力增大时( )
A.电容器的电容将减小
B.灵敏电流表指针在正中央零刻线处
C.灵敏电流表指针向左偏转
D.灵敏电流表指针向右偏转
【解析】选D。
当待测压力增大时,电容器板间距离缩小,由C=知,电容器的电容增大,A错误;由于电容器与电源相连,故电压U不变,由Q=CU知,电容器的电荷量将增加,即电容器需充电,故电流从电流表的正接线柱流入,指针将向右偏转,B、C错误,D正确。
3.如图所示,理想变压器的原线圈接有交变电压U,副线圈接有光敏电阻R1(光敏电阻随光照强度增大而减
小)、定值电阻R2。
则( )
A.仅增强光照时,原线圈的输入功率减小
B.仅向下滑动P时,R2两端的电压增大
C.仅向下滑动P时,R2消耗的功率减小
D.仅增大U时,R2消耗的功率减小
【解析】选B。
当光照增强时,光敏电阻的电阻值减小,故变压器的输出功率增加,输入功率也增加,A错误;当滑动触头P向下滑动时,原线圈匝数减小,根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压变大,由P=知R2消耗的功率也变大,故B对,C错误;当U增大时,变压器的输出电压增大,R2消耗的功率也变大,D错误。
【能力题组】
4.如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。
导学号
(1)为了通过测量得到如图所示I-U关系的完整曲线,如图所示的a和b两个电路中应选择的是图______,简要说明理由: _____________________________。
(电源电动势为9V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0～100Ω)
(2)在图c所示的电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=
250Ω。
则热敏电阻两端的电压为__________V;电阻R2的阻值为__________Ω。
【解析】由于图中要求测量多组数据,所需电压调节范围较大,且从零开始变化,所以应选用分压电路,即图
a;根据欧姆定律可以先求出R1的电流I1=36mA,所以热敏电阻和R2电流为I2=I-I1=34mA,由图可读出热敏电阻在34mA时的电压为,则R 2两端电压为,即可求出R2=Ω。
答案:(1)a 电压可从0V调到所需电压,调节范围较大(2) ～均可)
5.传感器担负着信息的采集任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量),例如热敏传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量。
热敏电阻阻值随温度变化的图象如图甲所示,图乙是由热敏电阻R t作为传感器制作的简单自动报警器线路图。
问: 导学号
(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在________(选填“a”或“b”)。
(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片P向________(选填“左”或“右”)移动。
(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路实际不能工作的原因可能是___________________________。
【解析】(1)温度过高时,热敏电阻阻值很小,左边电路电流很大,螺线管产生的强磁场使竖直金属片与a接触,此时报警器工作,则c应接触a才能使电路接通。
(2)使启动报警的温度提高些,即要求温度更高时竖直金属片与a接触,而温度更高时热敏电阻更小,要使电流不至于过早变大而报警,则应增大滑动变阻器的电阻,故滑动变阻器滑片P向左移动。
(3)在最低报警温度时不能报警,说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触。
这可能由多种原因造成,如①电源提供的电流太小,导致电磁铁的磁性太弱;②弹簧的劲度系数太大,电磁铁的吸引力小于弹力等。
答案:(1)a (2)左(3)电源提供的电流太小,导致电磁铁的磁性太弱或弹簧的劲度系数太大
6.(2017·泉州模拟)目前有些居民区内,楼道灯的控制使用的是一种延时开关。
该延时开关的简化原理如图所示。
图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K为控钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当按下K接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合。
这时释放K后,延时开关S约在1min后断开,电灯熄灭。
根据上述信息和原理图,我们可推断:
按钮开关K按下前,发光二极管是__________(选填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约__________min。
这一过程中发光二极管是__________。
限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比,应满足R__________R L的条件。
【解析】开关K按下前,S为断开,有电流经过发光二极管,故发光二极管是发光的。
当按下开关K后,延时开关S闭合,二极管和K被短路,二极管不发光,由于延时开关S约1min后断开,故电灯L能持续发光1min,由于R为限流电阻,且二极管只要有很小的电流通过就能发光,故应满足R≫R L。
答案:发光的 1 熄灭的≫。