2019届高三物理鲁科版一轮复习课件第十一章交变电流传感器 实验十二传感器的简单使用
(统考版)高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 实验十二 传感器的简单应用学生用书
实验十二 传感器的简单应用必备知识·自主排查基本原理与操作装置图操作要领甲乙①测量:欧姆表每次换挡后都要重新调零,测电阻时读数存在误差.②步骤:改变水温、改变光的强度并记录.③结论:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小或增大,随温度的降低而增大或减小,半导体热敏电阻也可以用作温度传感器.光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小.●注意事项1.在做热敏实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温.2.光敏实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少.3.欧姆表每次换挡后都要重新欧姆调零.●误差分析1.温度计读数带来误差.2.多用电表读数带来误差.3.热敏电阻与水温不同带来误差.4.作R t 图象时的不规范易造成误差.关键能力·分层突破考点一 教材原型实验例1. 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,热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示,图乙是由热敏电阻R 1作为传感器制作的简单自动报警器线路图,问:(1)由图甲可知,热敏电阻R1的电阻随着温度的升高而________(选填“增大”或“减小”).(2)图乙中左侧回路不通电或电流过小时,金属片与b接触;电流过大时,电磁铁吸引金属片与a接触,为了使热敏电阻R1的温度过高时报警器铃响,开关S应接在________(选填“a”或“b”).(3)电源电动势E为18 V,内阻不计,电磁铁的线圈电阻R3为80 Ω,流过热敏电阻R1的电流大于或等于I c时就会报警,I c为10 mA,热敏电阻R1达到100 ℃时的电阻为600 Ω.若要求热敏电阻R1达到100 ℃时开始报警,则电阻箱R2的阻值应调为________Ω.若电源内阻不能忽略,调节电阻箱时未考虑电源内阻,当热敏电阻R1的温度缓慢升高到报警器开始报警时,热敏电阻R1的温度________100 ℃(选填“大于”或“小于”).跟进训练1.[2022·云南昆明模拟]为了节能和环保,一些公共场所用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制,如图甲所示是某光敏电阻阻值随光照强度的变化曲线,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为:勒克斯(lx).(1)如图乙所示,电源电动势为3 V,内阻不计,当控制开关两端电压上升至2 V时控制开关自动启动照明系统.要求当天色渐暗照度降至1.0(lx)时控制开关接通照明系统,则R1=________kΩ.(2)某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值,设计了如图戊所示的电路进行测量,电源(E=3 V,内阻未知),电阻箱(0~99 999 Ω).实验时将电阻箱阻值置于最大,闭合S1,将S2与1相连,减小电阻箱阻值,使灵敏电流计的示数为I,图丙为实验时电阻箱的阻值,其读数为________kΩ;然后将S2与2相连,调节电阻箱的阻值如图丁所示,此时灵敏电流计的示数恰好为I,则光敏电阻的阻值R0=________kΩ(结果保留三位有效数字).2.(1)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,请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路.(2)图丙为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定,内阻不计,开关闭合后,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图丁所示,试根据这一特性,由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路.考点二 拓展创新实验例2. [2022·重庆市模拟]某些固体材料受到外力作用后,除了产生形变,其电阻率也会发生变化,这种现象称为“压阻效应”.已知R x的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆,某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值R x随压力F变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:A.压敏电阻,无压力时阻值R0=400 Ω;B.直流电源,电动势为6 V,内阻不计;C.电流表A,量程为0~100 mA,内阻不计;D.电压表V,量程为0~3 V,内阻为3 kΩ;E.定值电阻R1=2 kΩ;F.滑动变阻器R,最大电阻值约50 Ω;G.开关S与导线若干.(1)甲同学设计了图甲实验电路原理图,请在图乙中将实物连线图补充完整.(2)某次压力测试,在电阻R x上施加力F,闭合开关S,测得两个电表的读数分别为U 和I,则压敏电阻的阻值R x=________.(3)改变F的大小、测得不同的R x值,绘成图象如图丙所示,可得其斜率k=________Ω/N(结果保留2位有效数字).R x的阻值和压力F的关系式是R x=________(用F和k等表示).丙(4)按图甲实验电路进行实验,调节滑动变阻器使电压表保持满偏,在电阻R x上施加力F,当电流表满偏时,压力F为________N(结果保留3位有效数字).跟进训练3.某实验小组利用传感器来探究弹力与弹簧伸长的关系.如图甲所示,先将轻弹簧上端通过力传感器固定在水平的长木板A上,下端自由下垂,将距离传感器轻轻靠近轻弹簧下端,当力传感器示数为零时,距离传感器的示数为x0;然后再将轻弹簧下端与距离传感器固定,下面连接轻质木板B,距离传感器可以测量出其到力传感器的距离x,木板B下面用轻细绳挂住一小桶C.(1)逐渐往小桶C 内添加细沙,记录相应的力传感器的示数F 和距离传感器的示数x ,作出Fx 图象如图乙所示.由图及相关信息可知,弹簧的劲度系数k =______ N/m ,弹簧原长L 0=________ cm.(2)将该弹簧应用到电子秤上,如图丙所示(两根弹簧).闭合开关S ,称不同物体的质量时,滑片P 上下滑动,通过电子显示器得到示数.弹簧处于自然伸长状态时,滑片P 位于R 的最上端,通过验证可知,电子显示器的示数I 与物体质量m 的关系为m =ak -bkI(a 、b 均为常数,k 为轻弹簧的劲度系数),则滑动变阻器R 的长度L =__________,电源电动势E =__________.(保护电阻和滑动变阻器最大阻值均为R 0,电源内阻不计,已知当地重力加速度为g )实验十二 传感器的简单应用关键能力·分层突破例1 解析:(1)根据图甲的坐标系中曲线的趋势可以得出,电阻随温度的升高而减小,因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小.(2)为使温度过高时发送报警信息,则热敏电阻阻值最小,开关S 应该接在a 处.(3)热敏电阻R 1达到100 ℃时开始报警,此时流过热敏电阻R 1的电流恰好为I c =10mA ,根据闭合电路欧姆定律I c =E R 1+R 2+R 3,带入数据解得R 2=1 120 Ω,若电源内阻可以忽略,则I c =E R 1+R 2+R 3,此时温度恰好为100 ℃;若电源内阻不能忽略,调节电阻箱时未考虑电源内阻,当热敏电阻R 1的温度缓慢升高到100 ℃时,电路中的实际电流为I 实=E R 1+R 2+R 3+r <I c可知,报警器此时还未报警,故报警时热敏电阻R 1的温度大于100℃.答案:(1)减小 (2)a (3)1 120 大于1.解析:(1)电阻R 1和R 0串联,R 0R 1=U 0U 1=21,当照度为1.0(lx)时,电阻R 0=20kΩ,则R 1=10 kΩ.(2)由图可知,图丙的电阻为R 2=62.5 kΩ,图丁的电阻R ′2=22.5 kΩ,本题采用等效法测电阻,前后两次电路中的电流相等,则电路中的电阻相等,则有R 2=R 0+R ′2,所以R 0=40.0 kΩ.答案:(1)10 (2)62.5 40.02.解析:(1)①因为温度降低时,负温度系数热敏电阻的阻值增大,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电路如答图所示.(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,流过光敏电阻的电流增大,光敏电阻的阻值减小.根据题意设计一个自动光控电路,如图所示:控制过程是:当有光照时,放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开;当无光照时,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个触点闭合,工作电路接通,电灯开始工作.答案:(1)①小 ②右③(2)见解析例2 解析:(1)图甲中滑动变阻器采用的是分压式接法,电流表是内接法,根据电路图可得实物图如图所示.(2)由题可知R x 两端电压为U ′=U R V (R V +R 1)=5U 3,电流表测量流过R x 的电流,所以R x =U 'I =5U 3I .(3)根据题意,设R x 阻值和压力F 的关系式为R x =kF +b ,将图丙上的特殊点(0,400Ω)和(210 N ,0)代入可求得k =-1.9 Ω/N ,b =400 Ω.故R x =kF +400 Ω.(4)电压表、电流表均满偏时,R x =5U 3I =5×33×100×10−3Ω=50 Ω,则F =R x −400Ωk =184 N.答案:(1)见解析图 (2)5U 3I (3)-1.9(-1.9~-1.7均对) kF +400 Ω (4)184(184~205均对)3.解析:(1)由弹簧的弹力与其形变量的关系可得F=k(L-L0),由表达式结合图象可知图象斜率表示弹簧的劲度系数,而横截距表示弹簧的原长,故弹簧的劲度系数k=ΔFΔx=160.16N/m=100 N/m;弹簧原长L0=4 cm;(2)当所称的物体质量为零时,有ak=bk I,此时由电路结构可得E=2IR0,联立解得电源电动势:E=2bRa;当所称的物体质量最大时,弹簧被压缩L,此时有:I′=ER,mg=2kL,联立解得:L=14 ag.答案:(1)100 4 (2)14ag 2bRa。
2019届高考一轮复习物理(经典版)课件:第11章 交变电流 传感器11-1
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板块一
板块二
板块三
高考一轮总复习 ·物理 (经典版)
【知识点 1】 1.交变电流
交 变 电 流 、 交 变 电 流 的 图 象
Ⅰ 的电
( 1 ) 定 义 : 大 小 和 方 向 都 随 时 间 做 流 叫 做 交 变 电 流 。
周期性变化
( 2 ) 图象:图( a ) 、( b ) 、( c ) 、(d)所 示 电 流 都 属 于 交 变 电 流 , 正 弦 规 律 变 化 的 交 变 电 流 叫 正 弦 式 交 变 电 流 其中 按 如图( a ) 所示。
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高考一轮总复习 ·物理 (经典版)
例1 于 磁 感 线 的 轴
图1是 交 流 发 电 机 模 型 示 意 图 。 在 磁 感 应 强 度 为 abcd 可 绕 线 圈 平 面 内 垂 直 ae 和 df 分 别 OO′转 动 , 由 线 圈 引 出 的 导 线
B的 匀 强 磁 场 中 , 有 一 矩 形 线 圈 与 两 个 线 圈 一 起 绕
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板块二 考点细研•悟法培优
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考点 1
正 弦 式 电 流 的 变 化 规 律 及 应 用
[拓 展 延 伸 ]
1. 正 弦 式 交 变 电 流 的 变 化 规 律 始计时)
(线 圈 在 中 性 面 位 置 时 开
OO′转 动 的 金 属 圆 环 相 连 接 , 金 属 圆 环 R形 成 闭 合 电 路 。 图 2是 ω逆
又 分 别 与 两 个 固 定 的 电 刷 保 持 滑 动 接 触 , 这 样 矩 形 线 圈 在 转 动 中 就 可 以 保 持 和 外 电 路 电 阻 线 圈 的 主 视 图 , 导 线 时 针 转 动 。
高三物理总复习课件(鲁科版)实验11 传感器的简单应用
①时间量与空间量的转换,如伽利略在研究自 由落体运动时,利用滴漏法来测时间,将时间 测量转换为水的体积的测量. ②抽象量与直观量的转换,如卡文迪许“扭秤 实验”中,石英丝扭转角度的测量转换为平面 镜反射光在刻度尺上移动距离的测量. ③微观量与宏观量的转换. ④非电学量与电学量的转换.
2.转换法的应用
实验十一
传感器的简单应用
知识要点归纳
实验目的 1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性. 2.了解传感器在技术上的简单应用.
实验原理 传感器是将它感受到的非电学量 (如力、热、光、声 等 ) 转换成便于测量的量 ( 一般是电学量的仪器 ) .其 工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到 的信号按一定规律转换成便于利用的信号.例如, 光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号, 热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信 号转换成电信号,转换后的信号经过电子电路的处 理就可达到方便检测 、自动控制、遥控等各种目 的.
根据上面记录的数据,完成以下表格内容: 1.研究热敏电阻的热敏特性 加少 继续 热敏电阻 冷水 常温 水温很 实验结 量热 加热 的环境 中 下 高 论 水 水 对应电阻 (102 Ω)
2.研究光敏电阻的光敏特性 光敏 灯泡 电阻 灯泡不 亮度增 亮度 刚发 的环 发光 加 增加 光 境 对应 电阻 (1 kΩ)
(1) 匀变速直线运动的加速度.是一个不易直接
测量的物理量,但通过转换为测位移和时间,
根据任意两个连续相等的时间里的位移之差可
测得加速度. (2) 在“传感器的简单应用”实验中,将非电学 量转换为电学量进行测量.
实验典例精析
温度传感器的应用 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现 用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲 线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热 敏电阻的阻值约 4 ~ 5 Ω.热敏电阻和温度计插入带 塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的 仪表和器具有:盛有热水的热水瓶(图中未画出)、 电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、 直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0~20 Ω)、 开关、导线若干.
高三物理一轮复习课件:第十一章 交变电流 传感器11-2
U n = , U2 n 2
降压
升压
I1 I2
U2I2+U3I3+…+UnIn
n2 n1
3.几种常见的变压器: (1)自耦变压器——调压变压器。
电压
电流
电压
电流
自耦变压器原理如图所示:
若AX为输入端,触头a向上移动时,副线圈匝数N2_____, 输出电压_____。
增加
升高
知识点2 远距离输电 1.输电过程(如图所示):
A.变压器输入功率为484W B.通过原线圈的电流的有效值为0.6A C.通过副线圈的电流的最大值为2.2A D.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3
【解析】选B、D。变压器副线圈电流表的读数2.2A为 有效值,故选项C错误;原线圈电压表的读数220V也为有 效值,由变压器的电压关系 可得 D 正确;由变压器的电流关系 可得通过原线圈的 电流为I1= ×2.2A=0.6A,故B正确;变压器的输 入功率为P=U1I1=220×0.6W=132W,选项A错误。
P U
(5)×。输送电流I= ,P损=I2R,故P越大,P损越大。 P (6)√。电网送电遵循“用多少送多少”的原则,说明 I原由I副决定。 U
考点1 理想变压器原理和基本关系
【核心要素精讲】 1.变压器的工作原理:
2.理想变压器的制约关系:
【高考命题探究】 【典例1】 (2016· 全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示, 图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是3Ω、1Ω和4Ω, 为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有 效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合
时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 世纪金榜导学号 42722241( )
高考物理大一轮复习第十一章交变电流及传感器3传感器及其应用课件
典题演示 2 (多选)霍尔元件是一种基 于霍尔定律的磁传感器,它已发展成一个 品种多样的磁传感器产品族,得到广泛应 用.如图所示为某霍尔元件的工作原理示 意图,该元件中电流 I 由正电荷定向移动 形成.下列说法中正确的是( BCD )
A. M 点电势比 N 点电势高 B. 用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度 C. 用霍尔元件能够把磁学量转化为电学量 D. 若保持电流 I 恒定,则霍尔电压 UH 与 B 成正比
•
4.
霍尔元件:通常是由_____________制成,其产生的霍尔
半导体元件
电压 UH=__k_I_dB______.霍尔元件能把___磁__感_应__强__度__这一磁学
量转换为电压这个电学量.
• 5. 力传感器:典型的应用是电子秤,其中的主要元 件为___应__变_片____,它的作用是将___物__体_形__变__这一力 学量转化为______电_压这一电学量.
设材料单位体积的载流子数目为 n,载流子的电荷量为 e, 可以列出
I=neSv=neadv,qvB=qUaH,可得 UH=nIeBd. 取霍尔系数 k=n1e,得 UH=kIdB. 对任一霍尔元件而言,k、d 为定值,如果保持 I 恒定,UH 与 B 成正比,只要求出 UH,就可以得出 B.这就是霍尔元件能把 磁感应强度这一磁学量转换成电学量的原因.
传感器,其中通过改变电容器两极板间距离而引起
电容变化的是( )
C
• 【解析】 A是通过改变介电常数改变电容,A错误; B和D是通过改变正对面积改变电容,B、D错误;C是 通过改变两极板间距改变电容,C正确.
应变片和双金属片的区别
• 应变片是用半导体材料制成的,当外力越大时,弯 曲形变越大,上下表面的阻值变化就越大,如果保 证通过应变片的电流恒定,那么上下表面的电压差 就越大,传感器输出的就是电压差.双金属片应用 的是不同金属的受热膨胀系数不同,从而达到控制 电路通断的目的.
(新课标)近年届高考物理一轮复习第11章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描述达标诊断高效训练(
(新课标)2019届高考物理一轮复习第11章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描述达标诊断高效训练编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((新课标)2019届高考物理一轮复习第11章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描述达标诊断高效训练)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一节交变电流的产生和描述(建议用时:60分钟)一、单项选择题1.在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )A.t=0。
005 s时线圈平面与磁场方向垂直B.线圈产生的交变电动势的瞬时值为e=311sin 100πt(V)C.线圈产生的交变电动势的频率为100 HzD.线圈产生的交变电动势的有效值为311 V解析:选B。
当t=0.005 s时电动势最大,则线圈平面与磁场方向平行(穿过线圈平面的磁通量为0,产生的感应电流最大),故A错误;线圈产生的交变电动势的瞬时值为e=E m sin 错误!t=311sin 100πt(V),故B正确;由题图乙可知周期为0。
02 s,则频率为f=1T=50 Hz,故C错误;线圈产生的交变电动势的有效值为220 V,故D错误.2.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )A.电流表的示数为10错误! AB.线圈转动的角速度为50π rad/sC.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D.0。
2019版高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 课后分级演练32 变压器 电能的输送
课后分级演练(三十二) 变压器电能的输送【A级——基础练】1.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1=20 Ω,R2=30 Ω,C 为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示,则( )A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为27 2 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零解析:C 由图乙可知交流电频率为50 Hz,所以A错.副线圈电压最大值U2=I1m R1=20 V,由U1U2=n1n2可知,原线圈电压的最大值U1=200 V,B错.R1和R2并联,P2=U22230 Ω≈6.67 W,故C正确.因电容器接交流电有充放电电流,故D错.2.如图1甲所示,一理想变压器给一个小灯泡供电.当原线圈输入如图乙所示的交变电压时,额定功率为10 W的小灯泡恰好正常发光,已知灯泡的电阻为40 Ω,图中电压表为理想电表,下列说法正确的是( )A.变压器输入电压的瞬时值表达式为u=2202sin πt(V)B.电压表的示数为220 VC.变压器原、副线圈的匝数比为11∶1D.变压器的输入功率为110 W解析:C 由题图乙可知ω=2πT=100π rad/s,则变压器输入电压的瞬时值表达式为u=2202sin 100πt(V),A错误.小灯泡的额定功率P=10 W,由P=U2R可得小灯泡的额定电压U=20 V,小灯泡恰好正常发光,电压表的示数为20 V,B错误.根据变压器变压比公式U1∶U2=n1∶n2,可得n1n2=22020=111,C正确.根据额定功率为10 W的小灯泡恰好正常发光,理想变压器的输入功率等于输出功率可知D错误.3.(多选)(2017·湖南长沙三月模拟)图中理想变压器的原、副线圈的匝数之比为2∶1,电阻R 1=10 Ω,R 2=20 Ω,两电表均为理想交流电表.若R 1两端电压瞬时值表达式为u 1=102sin 100πt V .则下列说法正确的是( )A .电流表的示数为0.5 AB .电压表的示数为14.14 VC .R 2消耗的功率为20 WD .原线圈输入交流电频率为100 Hz解析:AC R 1两端电压UR 1=10 V ,R 1中电流IR 1=1010A =1 A ,则副线圈中电流I 1=IR 1=1 A ,再由I 1∶I 2=n 2∶n 1=1∶2,可知原线圈中电流I 1=0.5 A ,则A 项正确.电压表测R 2两端电压UR 2=I 2R 2=20 V ,B 错误.R 2消耗的功率PR 2=I 22R 2=20 W ,C 正确.因变压器不改变交流电的周期和频率,由R 1两端电压瞬时值表达式μ1=102sin 100πt V ,可知原线圈输入交流电频率f =100π2πHz =50 Hz ,D 错误. 4.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6 V ,内阻均不计.下列说法正确的是( )A .S 与a 接通的瞬间,R 中无感应电流B .S 与a 接通稳定后,R 两端的电压为0C .S 与b 接通稳定后,R 两端的电压为3 VD .S 与b 接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为2∶1解析:BC 由理想变压器的原理可知,当S 与a 接通电流稳定时,由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化,故在副线圈中无感应电流,但在刚接通瞬间,副线圈两端的电压不为零,R 中有感应电流,故A 错误,B 正确;当S 与b 接通稳定后,原线圈中接有交变电流,由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3 V ,C 正确;变压器并不改变交变电流的频率,D 错误.5.(2017·天津和平质量调查)如图甲所示电路中,L 1、L 2、L 3为三只“6 V 3 W”的灯泡,变压器为理想变压器,各电表均为理想电表,当ab 端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光.下列说法中正确的是( )A .变压器原、副线圈的匝数比为3∶1B .输出端交流电的频率为50 HzC .电流表的示数为0.5 AD .电压表的示数为18 V解析:B 灯泡正常发光电流为I =P /U =0.5 A ,则原线圈中电流为I =0.5 A ,副线圈中电流为2I =1 A ,所以原、副线圈匝数之比n 1∶n 2=I 2∶I 1=2∶1,故选项AC 错误;又副线圈电压为6 V ,而原线圈输出电压等于18 V -6 V =12 V ,可得原、副线圈的电压之比2∶1,即电压表示数为12 V ,选项D 错误;由“u -t 图象可知,交流电的周期T =0.02 s ,所以频率为f =1/T =50 Hz ,故选项B 正确.6.(多选)(2017·山东潍坊中学一模)如图所示,理想变压器为降压变压器,原线圈通过灯泡L 1与正弦式交流电相连,副线圈通过导线与两个相同的灯泡L 2和L 3相连,开始时开关S 处于断开状态.当S 闭合后,所有灯泡都能发光.下列说法中正确的是( )A .灯泡L 1和L 2中的电流有效值可能相等B .灯泡L 2两端的电压变小C .灯泡L 1变亮,灯泡L 2的亮度不变D .变压器原线圈的输入功率不变解析:AB 当S 闭合后,根据I 1n 1=I 2n 2可知,因为是降压变压器,n 1>n 2,则I 1<I 2,I 1等于灯泡L 1的电流,I 2是灯泡L 2和L 3的电流之和,则灯泡L 1、L 2中的电流有效值可能相等,故A 正确;当S 闭合后,副线圈回路总电阻变小,输出功率变大,输出电流变大,变压器的输入功率等于输出功率,所以变压器的输入功率变大,输入电流变大,灯泡L 1分担的电压变大,灯泡L 1变亮,则原线圈两端电压减小,又原副线圈匝数不变,故副线圈两端电压变小,灯泡L 2两端的电压变小,L 2变暗,故B 正确,C 、D 错误.7.如图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管.视变压器为理想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变.调节触头P ,使输出电压有效值由220 V 降至110 V ,调节前后( )A .副线圈中的电流比为1∶2B .副线圈输出功率比为2∶1C .副线圈的接入匝数比为2∶1D .原线圈输入功率比为1∶2解析:C 设原线圈输入电压为U 1,原线圈的匝数为n 1,副线圈输出电压为U 2,副线圈的匝数为n 2,则U 1U 2=n 1n 2,当副线圈的输出电压降为原来的一半时,副线圈的匝数减为原来的12,C 项正确;由I 2=U 2R 可知,副线圈的电流减为原来的一半,A 项错误;由P =U 2R可知,副线圈输出的功率减为原来的14,原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,因此原线圈的输入功率也减为原来的14,B 、D 项错误. 8.(2017·南昌模拟)某供电系统是由交流发电机输出电压和副线圈匝数可调的变压器组成,如图所示.图中R 0表示输电线的电阻.则( )A .当电压表V 1示数减小,而用电器负载不变时,不改变触头位置,电流表A 1示数增大B .当电压表V 1示数减小,而用电器负载不变时,适当上移触头P ,可使电流表A 2示数不变C .当电压表V 1示数不变,而用电器负载增加时,不改变触头位置,电流表A 1示数不变D .当电压表V 1示数不变,而用电器负载增加时,适当上移触头P ,电流表A 1示数一定减小 解析:B V 1读数减小导致V 2读数减小,负载电阻不变,导致I 2减小,I 1减小,A 错误;电压关系为U 1U 2=n 1n 2,减小U 1同时增大n 2可以使得U 2不变,I 2不变,B 正确;U 1不变,又不改变触头位置则U 2不变,此时增加负载(即减小负载电阻),I 2增大,从而I 1增大,C 错误;根据U 1U 2=n 1n 2,在U 1不变时,上移触头,U 2增大,此时增加负载,I 2增大,从而I 1增大,D 错误.9.如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则( )A .用户用电器上交流电的频率是100 HzB .发电机输出交流电的电压有效值是500 VC .输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D .当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小解析:D 由题图乙知,交流电的周期为0.02 s ,所以频率f =1T=50 Hz ,A 错误.发电机输出交流电的电压最大值为U m =500 V ,故有效值U =U m2=250 2 V ,B 错误.输电线电流I 线=P 入-P 用R 线,可见I 线与R 线及用户电路有关,C 错误.当用户用电器总电阻增大时,P 用减小,I 用减小,I 线减小,输电线上损失的电功率P 损=I 2线R 线减小,D 正确.10.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab ,cd 一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd ,为了使电流表能正常工作,则( )A .ab 接MN 、cd 接PQ ,I ab <I cdB .ab 接MN 、cd 接PQ ,I ab >I cdC .ab 接PQ 、cd 接MN ,I ab <I cdD .ab 接PQ 、cd 接MN ,I ab >I cd解析:B 高压输电线上的电流较大,测量时需把电流变小,即副线圈中的电流较小,由I 1I 2=n 2n 1可知:n 2较大,n 1较小,所以ab 接MN ,cd 接PQ ,I ab >I cd .选项B 正确.【B 级——提升练】11.(2017·西安八校联考)如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=22∶5,电阻R 1=R 2=25 Ω,D 为理想二极管,原线圈接u =2202sin 100πt (V)的交流电,则( )A .交流电的频率为100 HzB .通过R 2的电流为1 AC .通过R 2的电流为 2 AD .变压器的输入功率为200 W解析:C 由原线圈交流电瞬时值表达式可知,交变电流的频率f =1T =ω2π=50 Hz ,A 项错;由理想变压器变压规律U 1U 2=n 1n 2可知,输出电压U 2=50 V ,由理想二极管单向导电性可知,交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R 2,由交变电流的热效应可知,U 22R ·T 2=U 2R·T ⇒U =22U 2=25 2 V ,由欧姆定律可知,通过R 2的电流为 2 A ,B 项错,C 项正确;其功率P 2=UI =50 W ,而电阻R 1的电功率P 1=U 22R 1=100 W ,由理想变压器输入功率等于输出功率可知,变压器的输入功率为P =P 1+P 2=50 W ,D 项错.12.(多选)(2017·广东适应性考试)如图甲所示为一理想自耦变压器,A 、B 端输入电压如图乙所示,A 1、V 1和A 2、V 2分别是接入原线圈和副线圈中的理想交流电流表和电压表,其示数分别用I 1、U 1、I 2、U 2表示,R 为定值电阻,现将滑片P 从图示位置逆时针匀速转动,在P 转动过程中,电流表和电压表示数均未超过其量程.下列选项中能正确反映I 1、I 2、U 1、U 2变化规律的是( )解析:AC 将滑片P 从图示位置逆时针匀速转动的过程中,原线圈输入电压不变,电压表V 1示数U 1不变,副线圈匝数均匀增大,根据变压比公式,副线圈输出电压U 2均匀增大,电压表V 2示数U 2均匀增大,选项A 、C 正确.电流表测量的是电流有效值,将滑片P 从图示位置逆时针匀速转动的过程中,副线圈输出电压U 2均匀增大,电阻R 中电流均匀增大,电流表A 2示数I 2均一匀增大,选项D 错误.根据输出功率等于输入功率,可知输入电流增大,电流表A 1示数I 1增大,或者根据电流表A 1示数I 1为电流有效值,不可能呈正弦变化,选项B 错误.13.(多选)在山区发展小水电站,大大减少了农民砍伐林木为燃料的需求,保护了森林面积1 400万亩.为了监测并保证小水电的安全稳定和连续供电,在电路中安装有交流电流表和电压表,如图所示.已知交流发电机电动势为E ,内阻为r ,通过理想升压变压器T 1和理想降压变压器T 2向远处用户供电,每条输电线的电阻均为R ,其余电线电阻不计.理想电压表V 1、V 2、V 3、V 4的示数分别为U 1、U 2、U 3、U 4,理想电流表A 1、A 2、A 3、A 4的示数分别I 1、I 2、I 3、I 4.下列说法正确的是( )A .电源的输出功率为I 1EB .输电线损失的电功率为I 2(U 2-U 3)C .输电线路的输电效率η=I 4U 4I 1U 1D .当用户端消耗的电功率增大时,电压表示数均不变,电流表示数均增大解析:BC 电源的输出功率为理想升压变压器T 1的输入功率,故P 1=I 1E -I 21r ,选项A 错误.输电线损失的电功率P 损=I 2U 损=I 2(U 2-U 3),选项B 正确.理想变压器的输入功率等于输出功率,故输电线路的输电效率η=I 3U 3I 2U 2=I 4U 4I 1U 1,选项C 正确.当用户端消耗的电功率增大时,由P =I 2R 知,I 4增大,由理想变压器中电流和匝数成反比知,电流表示数均增大;由闭合电路欧姆定律得,理想升压变压器T 1的输入电压U 1=E -I 1r ,因为I 1增大,所以U 1减小,由理想变压器的电压与匝数成正比知,电压表示数均变小,选项D 错误.14.(多选)如图所示,电阻不计的金属导轨PQ 、MN 水平平行放置,间距为L ,导轨的P 、M 端接到原、副线圈匝数比为n 1∶n 2=1∶2的理想变压器的原线圈两端,变压器的副线圈接有阻值为R 的电阻.在两导轨间x ≥0区域有垂直于导轨平面的磁场,磁场的磁感应强度B =B 0sin 2k πx ,一阻值不计的导体棒ab 垂直导轨放置且与导轨接触良好.开始时导体棒处于x =0处,从t =0时刻起,导体棒ab 在沿x 正方向的力F 作用下做速度为v 的匀速直线运动,则( )A .导体棒ab 中产生的交变电流的频率为kvB .交流电压表的示数为2B 0LvC .交流电流表的示数为4B 0Lv RD .在t 时间内力F 做的功为2B 20L 2v 2t R解析:AD 在t 时刻ab 棒的坐标为x =vt ,感应电动势e =BLv =B 0Lv sin 2k πvt ,则ω=2k πv ,交变电流的频率为f =ω2π=kv ,故A 正确.原线圈两端电压的有效值为U 1=B 0Lv2,由U 1U 2=n 1n 2=12得,副线圈两端电压的有效值为U 2=2B 0Lv 2=2B 0Lv ,故交流电压表的示数为2B 0Lv ,故B 错误.副线圈中电流有效值为I 2=U 2R =2B 0Lv R ,由I 2I 1=n 1n 2=12得,原线圈中电流有效值为I 1=22B 0Lv R ,所以交流电流表的示数为22B 0Lv R,故C 错误.在t 时间内力F 做的功等于R 产生的热量,即W =U 22R t =2B 20L 2v 2t R,故D 正确. 15.三峡水利枢纽工程是流域治理开发的关键工程,是中国规模最大的水利工程,枢纽控制流域面积为1×106 km 2,占长江流域面积的56%,坝址处年平均流量为Q =4.51×1011 m 3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面,在发电方向,三峡电站安装水轮发电机组26台,总装机容量指26台发电机组同时工作时的总发电功率为P =1.82×107 kW.年平均发电量约为W =8.40×1010 kW·h,该工程于2009年全部竣工,电站主要向华中、华东电网供电,以缓解这两个地区的供电紧张局面.阅读上述资料,解答下列问题(水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3,重力加速度g 取10 m/s 2):(1)请画出远距离输电的原理图并在图上用相应的符号标明相应的物理量;(2)若三峡电站上、下游水位差按H =100 m 计算,试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效应η的公式,并计算出效率η的数值. (3)若26台发电机组全部建成并发电,要达到年发电量的要求,每台发电机组平均发电时间t 为多少天?(4)将该电站的电能输送到华中地区,送电功率为P 1=4.5×106kW ,采用超高压输电,输电电压为U =500 kV ,而发电机输出的电压约为U 0=18 kV ,要使输电线上损耗的功率小于输送电功率的5%,求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻. 解析:(2)三峡电站能量转化效率为η=W 电W 机×100%=W 年电ρVgH ×100%=W年电ρQgH ×100%,代入数据η=8.40×1010×103×3 600 J1.0×103×4.51×1011×10×100 J ×100%=67.1%.(3)根据P =W t ,得t =W P =8.40×10101.82×107×24=192.3(天).(4)升压变压器匝数比为n 1n 2=U 0U=18×103500×103=9250.由P 1=IU 得I =9.0×103A ,由P 线=I 2R ≤5%P 1,得R ≤2.78 Ω.答案:(1)如图所示(2)推导过程见解析 67.1%(3)192.3天(4)9∶250 R ≤2.78 Ω。
(全章合集)2019届高中物理一轮复习PPT课件第十一章交变电流传感器共186张幻灯片
B.e= 24πsin120πt(V) D. e=0.4πcos2πt(V)
解析
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的最大值为
2πn 2πn 12 Em= BSω= BS· = 1×0.1×0.4π(V)= 0.04π(V), 角速度 ω= = 2π× 60 60 60 rad/s = 0.4π rad/s , 从 中 性 面 开 始 , 故 其 瞬 时 值 表 达 式 为 e = 0.04πsin0.4πt(V), C 项正确。 答案 C
Em ②正弦交流电有效值和峰值的关系: E= 2
。
, U=
Um Im 2 , I= 2
。
(4)平均值:交变电流图象中波形与横轴 所围面积
跟时间的比值。
一、思维辨析(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。) 1.交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。(√ ) 2.线圈经过中性面位置时产生的感应电动势最大。( × ) 3.我国使用的交流电周期是 0.02 s,电流方向每秒钟改变 100 次。(√ ) 4.任何交变电流的最大值 Im 与有效值 I 之间的关系是 Im= 2I。 ( × ) 5.交流电压表及电流表的读数均为峰值。( × )
4. (交变电流的有效值 )已知某电阻元件在正常工作时,通过它的电流 按如图所示的规律变化。现与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交变 电流挡),则多用电表的读数为( )
A.4 2 A C.5 A
B.4 A D.5 2 A
解析 多用电表的读数为有效值,
8 2 T T 由 I RT= R + (3 2)2R 得 I= 5 A。 2 2 2
A.t= 0.005 s 时线框的磁通量变化率为零 B.t=0.01 s 时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势有效值为 311 V D.线框产生的交变电动势频率为 100 Hz 【解题导思】 (1)线框转动到中性面位置时,通过线框的磁通量最大,磁通量的变化 率也最大,对吗?
2019版高中物理鲁科版大一轮复习课件:第十一章 交变电流的产生和描述
A.通过 R1 的电流有效值是 1.2 A B.R1 两端的电压有效值是 6 V C.通过 R2 的电流有效值是 1.2 2 A
D.R2 两端的电压最大值是 12 2 V
解析 首先从交流电图象中找出交变电流的最大值即通过 R2 的电流最大值为 0.6 2 A,由正弦式交变电流最大值与有
效值的关系 Im= 2I 可知其有效值为 0.6 A,由于 R1 与 R2 串联,所以通过 R1 的电流有效值也是 0.6 A,选项 A、C 错; R1 两端电压有效值为 U1=IR1=6 V,选项 B 对;R2 两端电 压最大值为 U2m=ImR2=0.6 2×20 V=12 2 V,选项 D 对。
答案 D
1.(2016·全国卷Ⅲ,21)(多选)如图10,M为半圆形导线框,圆 心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导 线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON 的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线 框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过 OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则( )
解析 感应电动势的最大值 Em=BL2ω,则电流的最大值 Im= ERm=BLR2ω,选项 A 正确;由线圈电流为最大值时开始计时, 故电路中电流的瞬时表达式应为 i=Imcos ωt,选项 B 错误;电 流表的读数为有效值,为 I= 22Im,选项 C 错误;灯泡的电功 率 P=I2R=12I2mR,选项 D 正确。
正弦交变电流的产生及变化规律
图示
概念
中性面位置
与中性面垂直的位置
B⊥S
B∥S
Φ=BS,最大
Φ=0,最小
特 点
e=nΔΔΦt =0,最小 e=nΔΔΦt =nBSω,最大
高三物理一轮复习 第11章第4课时 实验与探究:传感器的简单使用课件 鲁科版
•
光敏电阻的特性
• 如图11-4-5所示,R1、R2为定值电阻,L为小 灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时 ()
• A. 电压表的示数减小
• B. R2中电流强度减小 • C. 小灯泡的功率减小
• D. 电路的路端电压增大
图11-4-5
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• 当光强度增大时,R3阻值减小,外 电路电阻随R3的减小而减小,R1两端 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,而 电压表的示数增大,A项错误,D项错 误;由于路端电压减小,而R1两端电 压增大知,R2两端电压必减小,则R2 中电流减小,故B项正确;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,C项错误.答案
• 滑块所受合力产生加速度,由牛顿第 二定律得
• F合=F2′=ma2,
• •
得负a号2=表示F方m=2向-10向m后/s(2向,左).
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变式训练3:用电流传感器可以清楚地演示 一些电学元件对电路中电流的影响,如图 11-4-8所示,在AB间分别接入电容器、电感线 圈、定值电阻.闭合开关时,计算机显示的电流
• ②把多用电表的两支表笔接到光敏电阻 的两个输出端,观察表盘指示的光敏电 阻的阻值,记录下来.
• ③将手张开放在光敏电阻的上方,挡住 照到光敏电阻上的部分光线,观察表盘 所示光敏电阻阻值的变化.记录下来.
• ④上下移动手掌,观察光敏电阻阻值的 变化.
• ⑤将多用电表的选择开关置于交流电压 最高挡或“OFF”挡.折开装置,将器材 按原样整理好.
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• ⑤通过比较这些测得的数据.看热敏电阻的 阻值是怎样随温度变化的.
• ⑥将多用电表的选择开关置于交流电压最 高挡或“OFF”挡.拆开装置,将器材按原样 整理好.
高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第3讲实验:传感器的简单应用课件
2019高考一轮总复习 • 物理
(2)先用多用电表测出烧杯中没有热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 示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值。
(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。 (5)根据记录数据,分析热敏电阻的特性。
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 传感器是将感受到的非电学量转化为电学量的仪器,不同的传 感器感受不同的信号,B、C 项对。
答案 BC
2019高考一轮总复习 • 物理
2.(热敏电阻)如图所示,R1 为定值电阻,R2 为负温度系数的热敏电阻(负 温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻),L 为小灯泡, 当温度降低时( )
2019高考一轮总复习 • 物理
典|例|微|探 【例 1】 某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表,他所选用的 器材有: 灵敏电流表(待改装),学生电源(电动势为 E,内阻不计),滑动变阻器, 单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水材料,标准温度计,PTC 热敏电阻 Rt(PTC 线性热敏电阻的阻值与摄氏温度 t 的关系为 Rt=a+kt, a>0,k>0)。
2.研究光敏电阻的光敏特性
2019高考一轮总复习 • 物理
(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好, 其中多用电表置于“×1 k”挡。
(2)先测出小灯泡不发光时光敏电阻的阻值,并记录数据。 (3)打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度,使之逐渐变亮,观察 表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。 (4)根据记录数据,分析光敏电阻的特性。 3.将手掌或一个厚纸板插入光源和光电计数器之间,观察、分析光电计 数器的工作原理。
2019年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器本章学科素养提升课件
上,如图所示.设副线圈回路中电阻两端的答案 分析
√A.U=66 V,k= 1 9 C.U=66 V,k= 1
3
B.U=22 V,k= 1 9
D.U=22 V,k=1 3
I
3U 3 1 U
析题破题能力的培养 含有变压器的动态电路问题的解题思路:
• 一、释疑难 • 对课堂上老师讲到的内容自己想不通卡壳的问题,应该在课堂上标出来,下课时,在老师还未离开教室的时候,要主动请老师讲解清楚。如果老师已
经离开教室,也可以向同学请教,及时消除疑难问题。做到当堂知识,当堂解决。 • 二、补笔记 • 上课时,如果有些东西没有记下来,不要因为惦记着漏了的笔记而影响记下面的内容,可以在笔记本上留下一定的空间。下课后,再从头到尾阅读一
遍自己写的笔记,既可以起到复习的作用,又可以检查笔记中的遗漏和错误。遗漏之处要补全,错别字要纠正,过于潦草的字要写清楚。同时,将自己 对讲课内容的理解、自己的收获和感想,用自己的话写在笔记本的空白处。这样,可以使笔记变的更加完整、充实。 • 三、课后“静思2分钟”大有学问 • 我们还要注意课后的及时思考。利用课间休息时间,在心中快速把刚才上课时刚讲过的一些关键思路理一遍,把老师讲解的题目从题意到解答整个过 程详细审视一遍,这样,不仅可以加深知识的理解和记忆,还可以轻而易举地掌握一些关键的解题技巧。所以,2分钟的课后静思等于同一学科知识的 课后复习30分钟。
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小 分析 答案
U2增加,P出增加, I变大
编后语
• 常常可见到这样的同学,他们在下课前几分钟就开始看表、收拾课本文具,下课铃一响,就迫不及待地“逃离”教室。实际上,每节课刚下课时的几分 钟是我们对上课内容查漏补缺的好时机。善于学习的同学往往懂得抓好课后的“黄金两分钟”。那么,课后的“黄金时间”可以用来做什么呢?
高三物理一轮复习ppt课件 第十一章交变电流传感器实验十二
3.实验步骤 (1)按图连接好电路,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; 温度计 (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________ 的示数 和多用电表测量的热敏电阻的阻值; (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.
第十一章 交变电流 传感器
实验十二 传感器的简单使用
内容索引
过好双基关
命题点一
教材原型实验
命题点二
实验拓展创新
1
过好双基关
基本实验要求Ⅰ 研究热敏电阻的特性 1.实验原理 闭合电路欧姆定律,用 欧姆 表进行测量和观察. 2.实验器材 半导体热敏电阻、多用电表、 温度计 、铁架台、烧杯、凉水和热水.
(1) 甲同学利用如图所示的电路测量室温下热敏电阻的阻值 . 要使测量效
果最好,应选下列________组器材.
答案 解析
A.A1和V1
√
B.A2和V2
C.A1和V2
电源的电动势为 3 V ,故电压表选 V2 ,电阻
为几十欧姆,故电流较小,故电流表选A2,
故选B.
(2)在测量过程中,随着倒入烧杯中的开水增多,热敏电阻的温度升高到
3.实验步骤 (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如图 所示电路连接好,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)打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察多 用电表表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录; (4)用手掌(或黑纸)遮光时,观察多用电表表盘指针显示电阻阻值的情况, 并记录.
故采用电压表V1与定值电阻R1并联后充当电流表
【物理】2019届一轮复习鲁科版第十一章交变电流的产生和描述学案
基础课1 交变电流的产生和描述知识点一、交变电流、交变电流的图象 1.交变电流(1)定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。
2.正弦式交变电流的产生和图象(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)图象:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为正弦曲线。
如图甲、乙、丙所示。
知识点二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1.周期和频率(1)周期(T ):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s),公式T =2πω。
(2)频率(f ):交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数。
单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系:T =1f 或f =1T 。
2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律:e =E m sin__ωt 。
(2)负载两端的电压u 随时间变化的规律:u =U m sin__ωt 。
(3)电流i 随时间变化的规律:i =I m sin__ωt 。
其中ω等于线圈转动的角速度,E m =nBSω。
3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。
(2)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值。
(3)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。
对正弦式交变电流,其有效值和峰值的关系为:EUI [思考判断](1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,一定会产生正弦式交变电流。
( ) (2)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。
( ) (3)交变电流的峰值总是有效值的2倍。
( )(4)线圈在磁场中每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变一次。
( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)×正弦交变电流的产生及变化规律1.交流电产生过程中的两个特殊位置2.正弦式交变电流的变化规律磁通量:Φ=Φm cos ωt ;电动势:e =E m sin ωt ;电流:i =I m sin ωt 。
高考物理一轮复习第十一单元交变电流传感器实验十二传感器的简单应用课件鲁科版
140
(3)已知当线圈中的电流大于或等于 2 mA 时,继电器的衔铁 将被吸合.图甲中直流电源的电动势 E=6 V,内阻忽略不计,滑 动变阻器有三种规格可供选择:R1(阻值范围 0~10 Ω,允许通过 最大电流 2 A)、R2(阻值范围 0~200 Ω,允许通过最大电流 1 A)、 R3(阻值范围 0~1 750 Ω,允许通过最大电流 1 A).要求天色渐暗 照度降低至 1.0 lx 时点亮路灯,滑动变阻器应选择___R__3 ___(填 “R1”“R2” 或 “R3”) . 为 使 天 色 更 暗 时 才 点 亮 路 灯 , 应 适 当 地 ___减__小___(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻.
实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度 t 升至 80.0 ℃.将 S2 与 1 端接通,闭合 S1,调节 R1 的滑片位置,使电压表读 数为某一值 U0;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,使电压表读数仍为 U0;断开 S1,记下 此时 R2 的读数.逐步降低温控室的温度 t,得到相应温度下 R2 的阻值,直至温度降到 25.0 ℃.实验得到的 R2-t 数据见下表.
10,所以电阻值是 14×10 Ω=140 Ω;(3)天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时点亮路灯,此时光敏电阻的阻值是 2 kΩ,电路中的电流 是 2 mA,R=EI -R 光=2×610-3 Ω-2 000 Ω=1 000 Ω,所以要 选择滑动变阻器 R3;由于光变暗时,光敏电阻变大,分的电压 变大,所以为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地减小滑动变 阻器的电阻.
(1)如图乙所示,电源电动势为 3 V,内阻不计,当控制开关 两端电压上升至 2 V 时控制开关自动启动照明系统.要求当天色 渐 暗 照 度 降 至 1.0 lx 时 控 制 开 关 接 通 照 明 系 统 , 则 R1 = ___1_0____kΩ.
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用。
解析
(1)电路图如答案图。
U (2)U=18 V,通过报警器的电流 10 mA≤Ic≤20 mA,故电路中总电阻 R= ,即 Ic 900 Ω≤R≤1 800 Ω,故滑动变阻器选 R2。
(3)热敏电阻为650.0 Ω时,报警器开始报警,电阻箱的阻值也应为650.0 Ω,实验调 试时,将开关置于c端,缓慢调节滑动变阻器,直到报警器开始报警。为防止通过 报警器电流过大,造成报警器烧坏,应使滑动变阻器的滑片置于b端。 答案 (2)R2 (3)①650.0 b ②c 接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏 报警器开始报警 (1)如图所示
【变式训练 2 】
(2017· 江苏单科, 11) 某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实
验原理电路图如图4甲所示,继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两
端,当继电器的电流超过1 5 mA 时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控。继
电器的电阻约20 Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。 (1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变 阻器R1(0~200 Ω)、滑动变阻器R2(0~500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0~
(1)在图3中完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
图3
(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报警系统: 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
热点二 【例 2】
实验拓展创新 (2016· 全国卷 Ⅰ , 23)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。
999.9 Ω)、开关S、导线若干。 为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用________(选填“E1” 或“E2”),滑动变阻器R应选用________(选填“R1”或“R2”)。
图4 (2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电
(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ,毫安表的内阻约为100 Ω,考虑到电表内
阻对实验结果的影响,此实验中__________(选填“正常光照射时”或“强光照射时”) 测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻,则需将实物图中毫安表的连接 方式采用__________(选填“内接”或“外接”)法进行实验,实验结果较为准确。
解析
U1 (1)光敏电阻的阻值随光照的增强而减小,结合图乙知正常光照射时 R1= I1
2.4 V U2 0.8 V = =3 000 Ω ,强光射时 R2= = =200 Ω。 - - I2 4.0× 0.8× 10 3 A 10 3 A
(2)实验电路采用的是毫安表内接法,测得的结果比真实值偏大,当待测电阻 远大于毫安表电阻时实验误差较小,所以强光照射时误差较大;强光照射时 采用毫安表外接法实验结果较为准确。 答案 (1)3 000 200 (2)强光照射时 外接
实验十二 传感器的简单使用
一、研究热敏电阻的热敏特性
二、研究光敏电阻的光敏特性
注意事项 1.在做热敏实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,
并同时读出水温。
2.光敏实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上 小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。 3.欧姆表每次换挡后都要重新调零。
度应在20 ℃的刻度的________(填“左”或“右”)侧。
图1
(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。
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,报警系统即可正常使
(3)如图所示。
答案
(1)小
(2)右
(3)见解析
【变式训练1】
为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电
阻的大小关系,某同学用如图2甲所示的电路进行实验,得出两种U-I图
线,如图乙所示。
图2
(1)根据U-I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为 __________ Ω,强光照射时
电阻为__________Ω;
热点一
教材原型实验
【例1】
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1甲所示),则25 ℃的刻