2019届一轮复习人教版 实验 传感器的简单应用 学案
物理人教版高中选修3-2传感器的简单应用 教学案
传感器的简单应用1、知道什么是传感器，传感器的工作原理。
2、知道传感器中常见的三种敏感元件及其它们的工作原理。
3、了解电容式传感器的应用。
（一）、传感器及其工作原理1、传感器：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。
把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
2、传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换为电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。
常见的传感器有：力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器3、 常见传感器元件：（1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。
（2）金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。
它能用把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而升高或降低。
与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。
（3）电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。
拓展：分析下列传感器的工作原理：４、霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个考纲解读基础突破电学量如图，霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E 、F 、M 、N 而成。
若在E 、F 间通入恒定的电流I ，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B ，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M 、N 间出现电压U H 。
这个电压叫霍尔电压，其决定式为H IBU k d=。
式中d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关 推导：二、传感器的应用实例1、力传感器的应用-----电子秤（1）电子秤理有应变片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件.电阻应变片受到力的作用时 ,它的阻值会发生变化,把应变片放在合适的电路中,他能够把物体物体的形变这个力学量转换为电压这个电学量,因而电子秤是力传感器的应用.（2）工作原理:如图所示,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个应变片,在梁的自由端施力F ,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩, 上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。
高中物理 6.3 实验 传感器的简单应用导学案 新人教版选修
高中物理 6.3 实验传感器的简单应用导学案新人教版选修6、3 实验传感器的简单应用导学案新人教版选修3-2【学习目标】1、知道传感器的意义2、了解制作传感器的常用元件（光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件、干簧管等）的特征3、了解常见传感器(电子秤、话筒、电熨斗、测温仪、鼠标、火灾报警器)的工作原理，了解光控开关、温度报警器的原理、【重点难点】了解各类传感器的工作原理及其应用【学习内容】课前自学：传感器1、意义：传感器是把非电学物理量（如_____、______、______、________、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如_____、电流、______等）或电路的通断的一种组件。
起自动控制作用。
2、敏感元光敏电阻：是一种能感知光强的_______，电阻随光照的增强而______热敏电阻：是一种能感知______的传感器，电阻一般随温度______电阻减小金属热电阻：是一种能感知温度的传感器，温度升高电阻_____霍尔元件：是一种能感知_________的传感器电容式位移传感器：是一种能感知______的传感器3、常见传感器及应用（1）、力传感器----电子秤：将应变片的形变量转化为______（2）声传感器----话筒：将声学量转化为_______（3）温度传感器电熨斗：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断电饭锅：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断测温仪：将温度转化为电学量（不同温度发射红外线不同）温度报警器：____________________________（4）光传感器机械鼠标器：_____________________火灾报警器：__________________________核心知识探究应用举例1、霍尔元件的工作原理：霍尔元件是利用霍尔效应来设计的、一个矩形半导体薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示，沿PQ方向通人电流I，垂直于薄片加匀强磁场B，则在MN间会出现电势差U。
2019届一轮复习人教版 传感器、电磁感应 学案
【例1】 在 技活动中某同学 利用自制的电子秤来称量物体的质量。
如图所示，托盘和弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，电压表示 数为零。
设变阻器的总电阻为R ，总长度为L ，电源电动势为E ，内阻r ，限流电阻的阻值为0R ，弹簧劲度系数为k ，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压表。
当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U ，求此时称量物体的质量。
【解析】 设托盘上放上质量为m 的物体时，弹簧的压缩量为x ，则mg kx =；①由全电路欧姆定律知：0EI R R r=++；②由部分电路欧姆定律知：'x U I R I LR =⋅=⋅;③联立①②③求解得：()0kL R R r m U RgE++=。
④【答案】 ()0kL R R r m U RgE++=【例2】 酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车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。
在如图所示的电路中，不同学的酒精气体浓度对应着传感器的不同学电阻值，这样，仪表显示的数据就与酒精气体浓度有了对应关系。
如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电 阻'r 的倒数与酒精气体的浓度c 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是7.1传感器第7讲 传感器、电磁感应专题例题精讲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c 与U 不成正比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c 与U 不成反比【答案】 B【例3】 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10()a 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10()b 所示，下列判断正确的是A ．从1t 到2t 时间内，小车做匀速直线运动B ．从1t 到2t 时间内，小车做匀加速直线运动C ．从2t 到3t 时间内，小车做匀速直线运动D ．从2t 到3t 时间内，小车做匀加速直线运动【答案】 D【例4】 某种角速度计，其结构如图所示。
《传感器的应用导学案》
《传感器的应用》导学案一、导入大家好，今天我们要进修的主题是传感器的应用。
传感器是一种能够感知并转换物理量或化学量为电信号的装置，它在各个领域都有广泛的应用。
我们将通过本节课的进修，了解传感器的工作原理、种类及其在生活中的应用。
二、探究1. 传感器的定义及工作原理传感器是一种能够感知并转换物理量或化学量为电信号的装置。
它通过感知外部环境的变化，将这些变化转换为电信号，再经过处理，最终输出给控制系统或显示设备。
传感器的工作原理可以简单理解为接收信号、转换信号、输出信号的过程。
2. 传感器的种类根据测量的物理量不同，传感器可以分为光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等多种类型。
每种传感器都有其特定的工作原理和应用途景。
三、拓展1. 传感器在生活中的应用传感器在生活中有着广泛的应用，比如在智能家居中，温度传感器可以控制空调的温度，湿度传感器可以控制加湿器的湿度；在汽车领域，加速度传感器可以实现车辆的稳定性控制，压力传感器可以监测轮胎的气压等。
传感器的应用使得我们的生活更加便捷、安全。
2. 传感器的发展趋势随着科技的不息发展，传感器技术也在不息进步。
未来，传感器将更加小型化、智能化，能够实现更多复杂的功能。
比如智能穿戴设备中的传感器可以监测心率、运动情况等；智能城市中的传感器可以实现交通管理、环境监测等功能。
传感器的应用前景十分辽阔。
四、总结通过本节课的进修，我们了解了传感器的定义、工作原理、种类及其在生活中的应用。
传感器作为一种重要的感知装置，在各个领域都有着重要的作用。
希望大家能够在平时生活中多留意传感器的应用，更好地享受科技带来的便利。
以上就是本节课的内容，希望大家能够认真进修，如果有任何问题欢迎随时提出。
祝大家进修愉快！。
【人教版】2019届高三物理一轮总复习 教师用书(下)第11章 实验12 传感器的简单应用 含解析
实验十二传感器的简单应用(对应学生用书第208页)一、实验目的1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件．2．了解传感器的简单应用．二、实验原理1．传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．2．工作过程三、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、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．四、注意事项1．在做热敏电阻实验时，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．光敏电阻实验中，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照射到光敏电阻上的光的强度．五、实验过程(一)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、小灯泡、滑动变阻器、学生电源按如图实-12-1所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；图实-12-1(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，观察表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录；(4)用手掌(或黑纸)遮光时光敏电阻阻值又是多少，并记录．2．数据处理把记录的结果填入表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性．结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大．(二)研究热敏电阻的热敏特性1．实验步骤(1)按如图实-12-2所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；图实-12-2(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．2．数据处理(1)根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入表中，分析热敏电阻的特性．(2)在坐标系中，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．(对应学生用书第208页)考点一| 热敏电阻的原理及应用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，请你在图实-12-3的实物图上连线．图实-12-3(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，并据此绘得图实-12-4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)．图实-12-4[解析] (3)根据R ＝U I 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t 1＝10 ℃时，R 1＝104 Ω，当t 2＝60 ℃时，R 2＝124 Ω，R -t 图线的斜率为R 2－R 1t 2－t 1＝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(2016·全国Ⅰ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R 1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R 2(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.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．图实-12-5(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R 1”或“R 2”)．(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用．[解析](1)电路图连接如图．(2)报警器开始报警时，对整个回路有U＝I c (R滑＋R热)代入数据可得R滑＝1 150.0 Ω，因此滑动变阻器应选择R2.(3)①在调节过程中，电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用，电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值，即为650.0 Ω.滑动变阻器在电路中为限流接法，滑片应置于b端附近，若置于另一端a时，闭合开关，则电路中的电流I＝18650.0 A≈27.7 mA，超过报警器最大电流20 mA，报警器可能损坏．②开关应先向c 端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警为止．[答案](1)连线如解析图所示(2) R2(3)①650.0b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②c报警器开始报警考点二| 光敏电阻的应用为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关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R P在不同照度下的阻值如下表：并说明阻值随照度变化的特点．图实-12-6(2)如图实-12-7所示，当1、2两端所加电压上升至2 V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 lx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)图实-12-7提供的器材：光敏电阻R P(符号阻值见上表)；直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干.【导学号：84370484】[解析](1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．由图可知光敏电阻阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1.此电路的原理图如图所示．[答案]见解析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，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U-I图线，如图乙所示．甲乙(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；(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](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R 1＝U 1I 1＝ 2.4 V 0.8×10－3A ＝3 000 Ω，强光照射时R 2＝U 2I 2＝0.8 V 4.0×10－3A＝200 Ω；(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 外接考点三| 传感器在实际中的应用利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等．图实-12-8甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U -I 关系图线．甲 乙丙图实-12-8(1)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A (阻值范围0～10 Ω)、滑动变阻器B (阻值范围0～100 Ω)、电动势为6 V 的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干．该同学做实验时，滑动变阻器选用的是________(选填“A ”或“B ”)；请在图实-12-9乙的方框中画出该实验的电路图．(2)如果将该小灯泡接入图实-12-8丙所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3 V．则此时小灯泡的电功率为________W，电源的内阻为________Ω.[答案](1)A实验电路图如图所示(2)0.69(0.66～0.72均可) 2.33(2.00～2.67均可)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1×107Pa，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，g取10 m/s2.请作答：(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＝2×10－2 A时，压力传感器的电阻R′＝UI′＝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)50[随堂训练]1．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实-12-9所示，继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 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R t与温度t的关系如下表所示．12变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻R t、继电器、电阻箱(0～999.9 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”)．图实-12-9图实-12-10(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压，则应将如图实-12-10所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)．(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查．在图实-12-9中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)．(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)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108.1 Ω[解析](1)若实现对30 ℃温度的控制继电器和R t的电压U＝0.015×(20＋199.5) V≈3.29 V因此符合要求的电源应选E2.若实现对80 ℃温度的控制对全电路有U＝I(R继＋R t＋R)即6 V＝0.015 A×(20 Ω＋49.1 Ω＋R)解得R＝330.9 Ω.因此滑动变阻器应选R2.(2)用多用电表测量直流电压时，选择开关应旋至C(直流电压挡)．(3)a、b间电压为0，指针不偏转．接入a、c时，多用电表与电源等构成回路，指针偏转．(4)连接电路时，先用电阻箱代替热敏电阻，调节滑动变阻器阻值，衔铁被吸合时，调节完毕，移除电阻箱换为热敏电阻即可，正确的顺序为⑤④②③①.[答案](1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)⑤④②③①2．为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制．光敏电阻是阻值随着光照度的变化而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如表中所示，根据表中已知数据，在如图实-12-11所示坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线．由图象可求出照度为1.0 lx时的电阻约为________kΩ.图实-12-11电，利用照明电源为路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________(填“AB”或“BC”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件．图实-12-12(3)用多用电表“×10 Ω”档，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图实-12-13所示，则线圈的电阻为________Ω.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(0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3(0～1 750Ω，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________(填“R1”“R2”或“R3”). 为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻.【导学号：84370485】图实-12-13[解析](1)由描点绘出的图象可以找出照度为1.0 lx时光敏电阻的阻值为2.0 kΩ；(2)电源与开关、滑动变阻器、光敏电阻和电磁铁串联起来．当受光照作用较强时，光敏电阻阻值较小，通过电磁铁的电流较大，对衔铁磁力增大，与触点C 接通，此时应使路灯不亮，故路灯应接在AB之间；(3)多用电表读数为14，乘以倍率“×10”，故线圈电阻为140 Ω.由闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻达到3 kΩ时，电路接通，故滑动变阻器电阻应与光敏电阻同一数量级，故滑动变阻器选择R3.天色更暗，光敏电阻阻值增大，为使路灯此时点亮，则滑动变阻器电阻应减小．[答案](1)2.0(误差允许范围内均对)(2)AB接线图如图所示(3)140R3减小(2017·郑州模拟)实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围0～20 Ω)、滑动变阻器R2(阻值变化范围0～1 000 Ω)、电动势适当的电源、小灯泡(4 V,2 W)、开关、导线若干．(1)要完整地描绘小灯泡的U-I曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号．(2)实验中描绘出的小灯泡U-I曲线如图所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而________(填“增大”“减小”或“不变”)．(3)如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图甲所示，图中R0是阻值为9.0 Ω的保护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的U-I图象，由图象可求出电源自身内阻约为________Ω.甲乙(4)若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图乙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为________W.[解析](1)描绘灯泡的伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变压器要采用分压接法，由于灯泡的阻值较小，电流表应用外接法，电路图如图所示．(2)由图示U -I 图象可知，随电压和电流的增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，电压与电流的比值增大，由此可知，灯泡灯丝电阻随温度升高而增大． (3)根据表中数据作出电源U -I 图象如图所示，由图示图象可知，电源内阻r ＝ΔUΔI －R 0＝60.6 Ω－9 Ω＝1 Ω.(4)由图示图象可知，灯泡两端电压为2.1 V ，电流为0.39 A ，灯泡的电功率为P ＝UI ＝2.1×0.39 W ≈0.82 W. [答案] 见解析。
2019版高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第3讲 实验：传感器的简单应用学案
第3讲实验：传感器的简单应用微知识1 实验目的1．了解传感器的工作过程，掌握敏感元件的特性。
2．学会传感器的简单使用。
微知识2 实验原理传感器是将它感受的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)，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以达到自动控制、遥控等各种目的了。
微知识3 实验器材热敏电阻，光敏电阻，烧杯，温度计，热水，多用电表，小灯泡，学生电源，开关与导线，滑动变阻器，铁架台，光电计数器。
微知识4 实验步骤1．研究热敏电阻的热敏特性(1)按图所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理，多用电表的选择开关置于“×100”挡。
(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。
2．研究光敏电阻的光敏特性(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。
微知识5 数据处理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2.研究光敏电阻的光敏特性微知识6 注意事项1．热敏电阻、烧杯、温度计容易破损，实验中注意轻拿轻放。
新高考物理人教版一轮复习课件专题11实验12传感器的简单使用
• (2)实验时，将热敏电阻置 于温度控制室中，记录不同
温度下电压表和毫安表的示
数，计算出相应的热敏电阻
阻值．若某次测量中电压表 和毫安表的示数分别为5.5 V 和(3)3将.0热敏m电A阻，从温则控此室取时出置热于敏室温电下阻，测得达到热平衡后热敏电 阻的的阻阻值为值2.2为kΩ._由_图_甲__求_得_，_k此Ω时( 室保温留为_2_______℃(保留3位有效数 字)位． 有效数字)．实验中得到的
kg.
• 深化理解 (1)根据表格可以得到空载时 (即F＝0)压力传感器的阻值，然后根据欧姆定 律得到闭合回路的电流；(2)根据闭合电路欧 姆定律可以得到电流为20 mA时整个电路的电 阻，从而得到压力传感器的电阻，再根据表 格得到人的质量．
• 变式1 (2021年武汉期末)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
【解析】(1)由图表知，当踏板空载时，压力传感器电阻 R＝300 Ω，
此时 A 中电流 I＝UR＝340.80 A＝1.6×10－2 A.
(2)当电流 I′＝20 mA＝20×10－3 A 时，压力传感器的电阻 R＝IU′＝
4.8 20×10－3
Ω＝240
Ω，对应表格中，F＝500 N，则这个人的质量为 50
线．回答下列问题：
乙
(1)实验中，为保证流过二极管的电流为 50.0 μA，应调节滑动变阻器 R，使电压表 V1 的示数为 U1＝______mV；根据图乙可知，当控温炉内 的温度 t 升高时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)， 电压表 V1 示数______(填“增大”或“减小”)，此时应将 R 的滑片向 ______(填“A”或“B”)端移动，以使 V1 示数仍为 U1.
[精品]2019版高考物理一轮复习 实验十一 传感器的简单使用学案(无答案)
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实验十一：传感器的简单使用一、单项选择题1．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，下列器件不可．．作为传感器的有( )A．光敏电阻 B．热敏电阻C．霍尔元件 D．干电池2．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是( )A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势3．半导体电阻的大小随温度的变化会发生明显的改变，用半导体材料制成的电阻叫热敏电阻．热敏电阻可以用来监控汽车元件温度的变化，图KS111甲所示是热敏电阻的阻值随温度变化的规律图，现将该电阻与阻值为50 Ω的电阻R0组成如图乙所示的电路，电源电压为12 V，当电流表的示数为0.2 A时，热敏电阻的温度为( )甲乙图KS111A．10 ℃ B．30 ℃ C．60 ℃ D．90 ℃4．利用金属导体的电阻随温度的变化而变化的特点可以制成电阻温度计．图KS112甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线(直线)．如果用这种金属导体做成测温探头，再将它连入如图乙所示的电路中，随着测温探头处待测温度的变化，电流表示数也会发生变化．则在t1～t2温度范围内( )甲乙图KS112A．待测温度越高，电流表的示数越大B．待测温度越高，电流表的示数越小C．待测温度升高，电流表的示数均匀增大D．待测温度升高，电流表的示数均匀减小5．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，电路如图KS113所示．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，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )图KS113A．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增大越明显二、多项选择题6．图KS114所示为光敏电阻自动计数器的示意图，图中虚线表示激光，圆柱体表示随传送带运动的货物，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( )图KS114A．当光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当光照射R1时，信号处理系统获得低电压C．信号处理系统每获一次低电压就计数一次D．信号处理系统每获一次高电压就计数一次7．传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图KS115所示，图乙、图丙是两种常见的电容式传感器，现将图乙、图丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)，下列实验现象中正确的是( )甲乙丙图KS115A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转D．当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转8．工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图KS116甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器．拉力传感器的内部电路如图丙所示，R1、R2、R3是定值电阻，R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图象如图乙所示，已知料斗重1×103 N，没装料时U ba＝0，g取10 m/s2.下列说法正确的是( )甲乙丙图KS116A．R3阻值为40 kΩB．装料时，R0的阻值逐渐变大，U ba的值逐渐变小C．拉力变大，应变片电阻阻值也变大，U ba传感器的示数也变大D．应变片的作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量三、非选择题9．(2017年河南大联考)图KS117甲所示是一种常用的力传感器，它是利用金属电阻应变片将力的大小转换为电阻大小变化的传感器．常用的力传感器由金属梁和应变片组成，且力F越大，应变片弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差ΔU＝|U1－U2|也就越大．已知传感器不受压力时的电阻约为19 Ω，为了准确地测量该阻值，设计了以下实验，实验原理图如图乙所示．甲乙丙图KS117实验室提供以下器材：A．定值电阻R0(R0＝5 Ω)B．滑动变阻器(最大阻值为2 Ω，额定功率为50 W)C．电流表(0.6 A，内阻r1＝1 Ω)D．电流表(0.6 A，内阻r2约为5 Ω)E．直流电源E1(电动势3 V，内阻约为1 Ω)F．直流电源E2(电动势6 V，内阻约为2 Ω)G．开关S及导线若干(1)当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差ΔU________(填“大于零”“小于零”或“等于零”)．(2)图乙中①②为电流表，其中电流表①选______(填“”或“”)，电源选______(填“E1”或“E2”)．(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一种是分压式，本实验应选择的方式为____________．(4)在图丙中，将原电路B、C间导线断开，并将滑动变阻器与原设计的电路A、B、C端的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图丙中正确连接电路．(5)结合上述实验步骤可以得出电阻的表达式为__________(两电流表的电流分别用I1、I2表示)．10．图KS118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IU关系曲线图．图KS118(1)为了通过测量得到如图所示IU关系的完整曲线，在图KS119所示的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)图KS119(2)图丙电路中，电源电压恒为9 V，电流表示数为70 mA，定值电阻R1＝250 Ω，由热敏电阻的IU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.(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：_____________________________________.11．图KS1110所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E，内阻可忽略不计，滑动变阻器全长为l，重力加速度为g，为理想电压表．当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零．在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移，由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k.图KS1110(1)写出m、U与k之间所满足的关系式：________________________________.(2)已知E＝20.108 0.154 0.290 0.446 0.608图KS1111①在图KS1111中给出的坐标纸上利用表中数据描出mU直线．②mU直线的斜率为________kg/V.③弹簧的劲度系数k＝________N/m.(计算结果保留3位有效数字)12．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，热敏电阻随温度变化的图线如图KS1112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．图KS1112(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在______(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______(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，则造成工作电路实际不能工作的原因可能是：______________________________________________.。
教育最新K122019年高考物理大一轮复习实验12传感器的简单应用学案新人教版_3168
实验12 传感器的简单应用一、实验目的1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性．2．了解传感器的简单应用．二、实验要求(一)研究热敏电阻的热敏特性1．实验原理：闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．2．实验器材：NTC热敏电阻，多用电表，温度计，水杯、冷水和热水．3．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．4．数据处理：在下图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．5．实验结论：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，半导体热敏电阻也可以用作温度传感器．(二)研究光敏电阻的光敏特性1．实验原理：闭合电路的欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．2．实验器材：光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线．3．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)遮光时电阻值又是多少，并记录．4．数据处理：根据记录数据分析光敏电阻的特性．5．实验结论(1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小．(2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．(三)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零一、热敏电阻的应用用对温度敏感的半导体材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和两个适当的固定电阻R1、R2连成如图甲虚线框内所示的电路，以使电路的等效电阻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R L的阻值，测量电路器材如图乙所示，图中的电压表内阻很大．R L的测量结果如表所示．(1)根据图甲所示的电路，在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、丁所示．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________.解析：(1)根据电路图连接实物图，R 1与R T 并联，再与R 2串联，滑动变阻器为限流接法，注意各电表的极性，开关控制整个电路，实物连图如答案图所示．(2)根据表中数据，在R L －t 图象中描点，作R L －t 图象为一条直线．如答案图所示． (3)读出电压U ＝5．00 V ，电流I ＝115 mA ．R L ＝U I＝43．5 Ω，再由R L －t 关系图线找出R L ＝43．5 Ω对应的温度t ＝64．0℃.答案：(1)连线如图所示(2)R L －t 关系图线如图所示(3)115 mA 5．00 V 43．5 Ω 64．0 ℃(62～66 ℃均正确) 二、光电传感器的应用为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关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R OS 在不同照度下的阻值如下表所示：(1)并说明光敏电阻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2 V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 lx 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：光敏电阻R OS(符号，阻值见上面表格)直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ、R2＝20 kΩ、R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)开关S及导线若干．解析：(1)根据表中的数据，在坐标系中描点连线，得到如图所示的变化曲线．由图可知光敏电阻阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)因天色渐暗、照度降低至1．0 lx时启动照明系统，此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1．此电路的原理图如图所示．答案：见解析三、传感器在实验中的应用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○ (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1×107Pa ，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/s 2．请作答：(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○中电流I＝U R ＝4.8300A ＝1．6×10－2A ． (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，对应表格中，这个人的质量为50 kg.答案：(1)1．6×10－2(2)50。
【物理】2019届一轮复习人教版 传感器的简单使用学案
第3讲传感器的简单使用[学生用书P224]一、实验目的1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．2．学会传感器的简单使用．二、实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察．三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．四、实验步骤1．研究热敏电阻的热敏特性(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如实验原理图甲所示)．(2)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．2．研究光敏电阻的光敏特性(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如实验原理图乙所示)，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，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．对热敏电阻的特性和应用的考查[学生用书P225] 热敏电阻的热敏特性1．画图象：在如图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．2．得结论：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．【典题例析】(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R 1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R 2(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.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R 1”或“R 2”)． (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用． [解析] (1)根据题述，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)根据题述，流过报警器的工作电流超过10 mA 时，报警器就会报警，可知滑动变阻器的最大阻值至少为R ＝U I c ＝1810×10－3Ω＝1 800 Ω，因此在电路中应选用最大阻值为2 000 Ω的滑动变阻器R 2.(3)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 端附近，不能置于另一端的原因是：若置于a 端，则导致闭合开关后，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，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警． [答案] (1)连线如图所示(2)R 2 (3)①650.0 b 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 ②c 报警器开始报警1.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__________(选填“A 、B 端”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 ＝E r ＋R ＋R ′，r 为继电器的电阻．由题图甲可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R ′＝EI －(r ＋R )＝260 Ω.答案：(1)A 、B 端 (2)260对光敏电阻的特性和应用的考查[学生用书P225]光敏电阻的光敏特性1．探规律：根据记录数据定性分析光敏电阻的阻值与光照强度的关系． 2．得结论(1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小； (2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．【典题例析】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．光控开关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R P 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 Ω)754028232018(1)(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V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 lx 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：符号，阻值见上表；光敏电阻R P()直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S及导线若干．[解析](1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图甲所示．特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．(2)控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1，电路原理图如图乙所示．[答案]见解析2.一台臭氧发生器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3mA；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)．Ｋ解析：因变阻器最大阻值100 Ω远小于臭氧发生器P的电阻10 kΩ，为了能控制臭氧发生器，应该使用滑动变阻器的分压式连接，有光照时P能正常工作，无光照时P不工作，电路如图所示．答案：见解析力电传感器的应用[学生用书P226]【典题例析】某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”．现用如图所示的电路研究某长薄板电阻R x的压阻效应，已知R x的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：A．电源E(3 V，内阻约为1 Ω)B．电流表A1(0～0.6 A，内阻r1＝5 Ω)C．电流表A2(0～0.6 A，内阻r2约为1 Ω)D．开关S，定值电阻R0＝5 Ω(1)为了比较准确地测量电阻R x的阻值，请完成虚线框内电路图的设计．(2)在电阻R x上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得R x＝________(用字母表示)．(3)改变力的大小，得到不同的R x值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的R x 值．最后绘成的图象如图所示，除观察到电阻R x的阻值随压力F的增大而均匀减小外，还可以得到的结论是________________________________________________________________________.当F竖直向下时，可得R x与所受压力F的数值关系是R x＝________________．[解析] (1)利用伏安法测量电阻阻值，但所给器材缺少电压表，可以用内阻已知的电流表A 1代替，另一个电流表A 2测量电流.(2)电阻两端电压为U x ＝I 1r 1，流经的电流为I x ＝I 2－I 1，电阻R x ＝I 1r 1I 2－I 1. (3)由题图可知，图象是一次函数图线，即R x ＝kF ＋b ， k ＝－ΔR x ΔF ＝－104.5＝－209，b ＝17，则有R x ＝17－209F .[答案] (1)如图所示(2)I 1r 1I 2－I 1(3)压力反向，阻值不变 17－209F3.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)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)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下表所示．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 ，g 取10 m/s 2.请回答：压力F /N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 … 电阻R /Ω300270240210180150120…(1)(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA ，这个人的体重是________ kg .解析：(1)由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R ＝300 Ω，此时A 中电流I ＝U R ＝4.8300A ＝1.6×10－2 A .(2)当电流I ＝20 mA ＝20×10－3 A 时，压力传感器的电阻R ＝U I ＝4.820×10－3Ω＝240 Ω，对应表格中，这个人的质量为50 kg .答案：(1)1.6×10－2 (2)50[学生用书P226]1.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是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．在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果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 不成正比 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 不成反比解析：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 ＝E r ＋R 0＋R ＋R x ，电压表示数U ＝IR 0＝ER 0r ＋R 0＋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 不成正比，故B 项正确．2.A 、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R 1为光敏电阻，R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻．当R 2的滑动触头P 在a 端时闭合开关S .此时电流表A 和电压表V 的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ，电源电动势E 和内阻r 一定．则以下说法正确的是( )A ．若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 不变，U 增大B ．保持滑动触头P 不动，用更强的光线照射R 1，则I 增大，U 增大C ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照射R 1，则小球重新达到稳定后θ变大D ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照射R 1，则U 的变化量的绝对值与I 的变化量的绝对值的比值不变解析：选D .由题中电路图看出，电压表V 测量的是路端电压大小，电路稳定时R 2支路中无电流，R 2两端电压为零，将R 2的滑动触头向b 端移动不会影响电压表V 和电流表A 的读数，故选项A 错误；两极板A 、B 之间的电压等于光敏电阻R 1两端的电压，用更强的光照射R 1，R 1的阻值变小，电路电流I 变大，路端电压U 变小，R 3两端电压变大，R 1两端电压变小，则小球重新达到稳定后θ变小，故选项B 、C 均错误；设强光照射R 1前电压表V 和电流表A 的示数分别为U 1、I 1，强光照射R 1后电压表V 和电流表A 的示数分别为U 2、I 2，则E ＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r ，解得r＝U 2－U 1I1－I 2＝ΔUΔI，可见，选项D 正确．3．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，电路如图所示．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，导致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 增大越明显解析：选C .当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，根据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，故选项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，根据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，故选项C 正确，选项D 错误．4．(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5.对温度敏感的半导体材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和两个适当的定值电阻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R L的阻值，测量电路如图所示，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/Ω54.351.047.544.341.037.934.7I/mA93.397.6102.9109.7116.7125.2134.2U/V5.075.024.974.904.834.754.66 回答下列问题：(1)根据图1所示的电路，在如图2所示的实物图上连线．图2(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3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________．图3解析：(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 ，所以电流表的读数为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 ，所以电压表的读数为5.00 V ．等效电阻R L ＝UI ≈43.5Ω，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)连线如图所示(2)R L －t 关系图线如图所示(3)115 mA 5.00 V 43.5 Ω 62.5 ℃。
【物理】2019届一轮复习人教版传感器的简单使用学案(1)
第十一章交变电流传感器1.交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题．2．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算．3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法．4．远距离输电的原理和相关计算．5．传感器的简单使用，能够解决与技、社会紧密结合的问题.6．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：①突出考查交变电流的产生过程；②突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；③突出考查变压器，对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析，远距离输电也要重视。
对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点有交变电流的变化规律(包括图象)、最大值与有效值等，以选择题的形式出现。
变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题，或考查与本章知识有关的实际应用。
1.知道什么是传感器.2.知道热敏电阻和光敏电阻的作用.3.会讨论常见的各种传感器的工作原理、元件特征及设计方案.4.会设计简单的温度报警器．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、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．实验过程一、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．★典型案例★某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转换传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压(要求从零开始调节)，使力电转换传感器在空载时的输出电压为零；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压。
高考物理一轮复习 实验 专题 传感器的简单应用导学案2
实验：传感器的简单应用知识梳理一、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。
考点精练热点一温度传感器的应用【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。
(3)如图所示。
答案(1)小(2)右(3)见解析热点二 光电传感器的应用【例2】 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；(2)若实验中所用电压表的内阻约为5 k Ω，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。
2019届一轮复习人教版 生活中的传感器 学案
3生活中的传感器4简单的光控和温控电路(选学)[考试大纲] 1.了解洗衣机、电冰箱中的传感器.2.了解家用报警器的原理.3.了解传感器与人的感官的类比，以及它们各自的优势.4.了解一些简单的自动控制电路.一、生活中的传感器1.洗衣机中的传感器：全自动洗衣机实现了利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制.2.电冰箱中的传感器：电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成.在控制系统中，传感器起着非常重要的作用.3.家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏，会危及人身安全，需要加以防范.我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器.(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动.还有一种冲击防盗报警器，由冲击传感器和执行电路两部分组成.4.传感器与人的感官(1)光传感器和由它制成的录像头、监控探头，可以类比人的眼睛.(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官.(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人类的触觉器官，如手、足、皮肤等.(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵.二、简单的光控和温控电路1.集成电路又称IC，是在硅板上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是电子设备中最重要的部分.2.光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件，从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动切断，天黑自动导通.3.温控电熨斗利用热敏电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在低于指定值时电加热器供电加热，温度高于指定值时将电源关闭.[基础检测]判断下列说法的正误.(1)通常的传感器可以直接用来进行自动控制.(×)(2)传感器可以用来采集信息.(√)(3)传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量.(√)(4)洗衣机的脱水传感器是根据温度变化控制脱水动作的.(×)(5)电冰箱是利用温度传感器自动控温的.(√)一、传感器的简单应用分析传感器应注意的四个分析(1)检测量分析：要清楚传感器所检测的非电学量，如温度、光、声、力等.(2)敏感元件分析：分析敏感元件的输入与输出信号，及输入与输出信号间的联系.(3)电路分析：分析传感器所在的电路结构,分析输入信号变化对电路电流、电压等产生的影响.(4)执行机构分析：分析非电学量与电学量之间的转换过程，分析根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程.例1如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构.铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作.拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9的下端是装在机箱上的轴.凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力.图1(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？答案见解析解析(1)冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作.(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度.例2 如图2所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图.在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成.请简述这种装置防盗的原理.图2答案 在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳均呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作.二、简单的光控和温控电路例3 如图3所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下：调节可变电阻R 1使U 23＝0.当有烟雾时，M741开始触发工作，其中R g 是光敏电阻.由此可知，要使M741开始工作，则应满足( )图3A.φ2>φ3B.φ2<φ3C.φ2＝φ3D.无法判断答案 A解析 规定电源负极的电势为零，则φ3＝UR 4R 3＋R 4保持不变.而φ2＝UR g R 1＋R 2＋R g ＝U R 1＋R 2R g＋1，当有烟雾时，光敏电阻R g 增大，φ2增大.所以当φ2>φ3时，控制电路开始工作.三、自动控制电路的分析与设计例4如图4所示为某小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈.P为可绕O 点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱.电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是()图4A.A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联C.C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D.C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联答案 A解析A、B接电磁继电器的线圈，所以A、B应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器吸引或释放P，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用.故正确答案为A.1.(力传感器的应用)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图5甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()图5A.0～t1时间内，升降机一定匀速运动B.0～t1时间内，升降机可能减速上升C.t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D.t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升答案 B解析在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，重物的加速度是变化的，故不可能做匀速运动或匀变速运动，C、D选项错误.2.(温度传感器的应用)(多选)电饭锅的结构图如图6所示，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃，下列说法中正确的是()图6A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103 ℃，这时开关按钮会跳起D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起答案ACD3.(温度传感器的应用)小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制.经检查，恒温箱的控制器没有故障.参照图7，下列对故障判断正确的是()图7A.只可能是热敏电阻出现故障B.只可能是温度设定装置出现故障C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D.可能是加热器出现故障答案 C解析由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误.若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误.。
2019届一轮复习人教版 传感器及其工作原理 学案
传感器及其工作原理[考试大纲] 1.了解什么是传感器，感受传感技术在信息时代的作用与意义.2.知道将非电学量转化为电学量的意义.3.了解光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻和霍尔元件的性能，知道其工作原理及作用.一、传感器及工作原理1.传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、电流等电学量)，或转换为电路的通断的元件.2.非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制.二、光敏电阻的特点及工作原理1.当半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电能力明显增强.2.光敏电阻是用半导体材料(如硫化镉)制成的.它的特点是光照越强，电阻越小.它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.三、热敏电阻和金属热电阻的特点1.热敏电阻：用半导体材料制成.可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻.(1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大.(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小.2.金属热电阻：金属的电阻率随温度升高而增大，利用这一特性，金属丝也可以制作成温度传感器，称为热电阻.四、霍尔元件的特点1.霍尔元件在电流、电压稳定时，载流子所受电场力和洛伦兹力二力平衡.2.霍尔电压：U H ＝k IB d(d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数).U H 的变化与B 成正比，所以霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)传感器可以把非电学量转化为电学量.( √ )(2)光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化，光照越强电阻越大.(×)(3)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低.(×)(4)霍尔元件一共有两个电极，电压这个电学量就通过这两个电极输出.(×)2.如图1所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时，电流表的读数________(填“变大”或“变小”)，小灯泡的亮度________(填“变亮”或“变暗”).图1答案变小变亮一、传感器[导学探究]干簧管结构：如图2所示，它是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，接入图3电路，当条形磁铁靠近干簧管时：图2图3(1)会发生什么现象，为什么？(2)干簧管的作用是什么？答案(1)灯泡会亮，因为当条形磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通.(2)干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器.[知识深化]1.传感器的原理：2.在分析传感器时要明确：(1)核心元件是什么；(2)是怎样将非电学量转化为电学量；(3)是如何显示或控制开关的.例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端.在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数可以了解油量情况.若将电压表分别接在b、c之间与c、d之间，当油量变化时，电压表的示数如何变化？图4答案见解析解析把电压表接在b、c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小；油量减少时，R 增大，电压表的示数增大.把电压表接在c、d之间，油量增加时，R减小，电路中电流增大，则R′两端的电压增大，电压表的示数增大，同理，油量减少时，电压表的示数减小.二、光敏电阻[导学探究]在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图5所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻.此光电计数器的基本工作原理是什么？图5答案当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次.例2(多选)(2017·扬州、泰州、南通、淮安、宿迁、徐州六市3月联考)如图6所示的闭合电路中，R是半导体光敏电阻，R1为滑动变阻器.现用一束光照射光敏电阻，则()图6A.电流表读数变大B.电压表读数变大C.电源的总功率变大D.电源内阻的功率变大答案ACD解析一束光照射光敏电阻，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流变大，电流表读数变大，滑动变阻器R1与电源内阻分压均增大，光敏电阻两端的电压减小，电压表读数变小，A正确，B错误；电源的总功率P＝EI，电流增大，所以电源的总功率增大，C 正确；电源内阻的功率P r＝I2r，电流增大，电源内阻的功率增大，D正确.三、热敏电阻和金属热电阻[导学探究]如图7所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T(温度升高，电阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央.若在R T上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将如何偏转？图7答案由于酒精蒸发，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，表针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻R T温度升高，电阻值减小，表针将向右偏.例3(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图8所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器.当环境温度降低时()图8A.电容器C的带电荷量增大B.电压表的读数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大答案 AB解析 当环境温度降低时，R 2变大，电路的总电阻变大，由I ＝E R 总知I 变小，又U ＝E －Ir ，电压表的读数U 增大，B 正确；又由P 1＝I 2R 1可知，R 1消耗的功率P 1变小，D 错误；电容器两板间的电压U 2＝U －U 1，U 1＝IR 1，可知U 1变小，U 2变大，由场强E ′＝U 2d，Q ＝CU 2可知Q 、E ′都增大，故A 正确，C 错误.含有热敏电阻、光敏电阻电路的动态分析步骤(1)明确热敏电阻(或光敏电阻)的阻值随温度(或光照强度)的变化是增大还是减小.(2)分析整个回路的电阻的增减、电流的增减.(3)分析部分电路的电压、电流如何变化.四、霍尔元件[导学探究] 如图9所示，在矩形半导体薄片E 、F 间通入恒定的电流I ，同时外加与薄片垂直的磁场B ，则M 、N 间会出现电压，称为霍尔电压U H .图9(1)分析为什么会出现电压.(2)试推导U H 的表达式.答案 (1)薄片中的载流子在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M 、N 间出现了电压.(2)设薄片厚度为d ，EF 方向长度为l 1，MN 方向长度为l 2，受力分析如图当洛伦兹力与电场力平衡时，M 、N 间电势差达到稳定.即q U H l 2＝q v B 再根据电流的微观表达式I ＝nq v S ，S ＝l 2d整理得：U H ＝IB nqd令k ＝1nq，其中n 为材料单位体积的载流子的个数，q 为单个载流子的电荷量，它们均为常数.则有U H ＝k IB d. [知识深化]霍尔电势高低的判断方法：利用左手定则，即磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，拇指指的方向为载流子的受力方向，若载流子是正电荷，则拇指所指的面为高电势面，若载流子是负电荷，则拇指所指的面为低电势面.例4 (2017·扬州邗江中学高二(下)期中)霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在翻盖手机中，常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序.如图10所示是一霍尔元件的示意图，通入沿x 轴正向的电流I ，沿y 轴正向加恒定的匀强磁场B ，图中a 、b 是垂直于z 轴方向上元件的前后两侧面，霍尔元件宽为d (a 、b 间距离)，ab 间将出现电压U ab ，则( )图10A.a 、b 间电压U ab 仅与磁感应强度B 有关B.若霍尔元件的载流子是自由电子，则ab 两端电压U ab <0C.若霍尔元件的载流子是正电荷，则ab 两端电压U ab <0D.若增大霍尔元件宽度d ，则ab 间电压U ab 一定增大答案 B解析 霍尔元件宽为d ，设霍尔元件厚度为h ，则有qU ab d ＝q v B ，而I ＝nq v dh ，则U ＝BI nqh，故A 错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则，电子向a 侧面偏转，a 表面带负电，b 表面带正电，所以b 表面的电势高，则U ab <0.故B 正确；若霍尔元件的载流子是正电荷，根据左手定则，正电荷向a 侧面偏转，a 表面带正电，b 表面带负电，所以a 表面的电势高，则U ab >0.故C 错误；由A 选项分析知，a 、b 间电压与霍尔元件厚度有关，与宽度无关，故D 错误.1.(对传感器的理解)在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )A.光传感器B.温度传感器C.声传感器D.磁传感器答案 A2.(光敏电阻的特性)如图11所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板(未画出)隔开，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R 与LED间距不变，下列说法中正确的是()图11A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变答案 A解析滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果.3.(热敏电阻的特性)(2018·如东中学阶段性检测)某温控电路的原理如图12所示，R M是负温度系数的热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在15 ℃～27 ℃的环境中工作.当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备.下列说法中正确的是()图12A.环境温度降低，R M的阻值减小B.环境温度升高，U ab变大C.滑片P向下移动时，U ab变大D.调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度答案 D解析环境温度降低时，R M变大，A错，温度升高，R M减小，U ab变小，B错.滑片向下移动，回路电流减小，U ab变小，调节滑片位置能改变临界温度，D正确.4.(霍尔元件的认识及应用)(多选)如图13所示是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，铜板的前、后板面垂直于磁场，板内通有如图方向的电流，a 、b 是铜板上、下边缘的两点，则( )图13A.电势φa ＞φbB.电势φb ＞φaC.仅电流增大时，|φa －φb |增大D.其他条件不变，将铜板改为NaCl 溶液时，电势结果仍然一样答案 BC解析 铜板中的自由电荷是电子，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由左手定则可判断出电子因受洛伦兹力作用向a 侧偏转，所以φb ＞φa ，B 正确，A 错误；因|φa －φb |＝k IB d，所以电流增大时，|φa －φb |增大，C 正确；若将铜板改为NaCl 溶液，溶液中的正、负离子均向a 侧偏转，|φa －φb |＝0，即不产生霍尔效应，故D 错误.考点一 传感器的理解1.(2017·溧水中学高二期末)街道旁的路灯利用半导体的电学特性制成了白天自动熄灭，夜晚自动点亮的装置，该装置的工作原理是应用了半导体的( )A.光敏性B.压敏性C.热敏性D.三个特性同时应用答案 A解析 灯要求夜晚亮，白天熄，白天有光，黑夜无光，则由光导致的电路电流变化，所以电路中利用光传感器导致电阻变化，实现自动控制，因此是利用半导体的光敏性，A 正确；B 、C 、D 错误.2.如图1所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极.在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的()图1A.距离变化B.正对面积变化C.电介质变化D.电压变化答案 A解析振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号，故A正确.3.(多选)电容式传感器是用来将非电信号转变为电信号的装置.由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图2所示是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是()图2A.甲图的传感器可以用来测量角度B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度C.丙图的传感器可以用来测量压力D.丁图的传感器只能用来测量速度答案ABC4.(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图3所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图4甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是()图3图4A.甲图表示电梯可能做匀速直线运动B.乙图表示电梯可能做匀加速上升运动C.丙图表示电梯可能做匀加速上升运动D.丁图表示电梯可能做匀减速下降运动答案AB解析题图甲中电流表示数和静止时相等，故可能做匀速直线运动，A正确.题图乙中电流表示数为2I0，且保持不变，故压敏电阻所受压力增大且恒定，电阻变小，物体超重，电梯可能匀加速上升，B正确.题图丙、丁中电流表的示数随时间变化，故电梯的加速度是变化的，不可能是匀加速或匀减速，C、D错误.考点二光敏电阻、热敏电阻的认识及应用5.如图5所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，用光照射光敏电阻时，表针的偏转角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏转角为θ′，则可判断()图5A.θ′＝θB.θ′＜θC.θ′＞θD.不能确定答案 B6.(多选)如图6为电阻R随温度T变化的图线.下列说法中正确的是()图6A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C.图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D.图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高答案BD解析金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以A错，B对；图线1对应的材料化学稳定性好但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差但灵敏度高，所以C错，D对.7.(多选)计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息.光敏电阻自动计数器的示意图如图7所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是()图7A.当有光照射R1时，处理系统获得高电压B.当有光照射R1时，处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次答案AD解析当有光照射R1时，电阻减小，处理系统获得高电压；信号处理系统每获得一次高电压就计数一次.8.如图8所示，R3是光敏电阻(光照增强时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势.当用光照射电阻R3时，则()图8A.a点电势高于b点电势B.a点电势低于b点电势C.a点电势等于b点电势D.a点电势和b点电势的大小无法比较答案 A解析R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势，故A正确.9.(2017·扬州市邗江中学高二(下)期中)如图9所示为某传感装置内部部分电路图，R T为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表.若发现电压表示数增大，可能的原因是()图9①热敏电阻温度降低，其他条件不变②热敏电阻温度升高，其他条件不变③光照减弱，其他条件不变④光照增强，其他条件不变A.①③B.①④C.②③D.②④答案 A解析①热敏电阻温度降低时，其阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压随之减小，通过光敏电阻的电流减小，通过R3的电流增大，电压表的读数增大，符合题意，故①正确.②同理可得热敏电阻温度升高，其他条件不变，电压表的示数减小，不符合题意，故②错误. ③光照减弱，光敏电阻的阻值增大，外电路总电阻增大，路端电压增大，则电压表的示数增大，故③正确.④光照增强，光敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，则电压表的示数减小，故④错误.本题选A.10.(多选)如图10所示，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 2、R 3为定值电阻，R 4为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小)，C 为电容器.闭合开关S ，电路稳定后，用光照射R 4，下列说法正确的是( )图10A.电压表示数增大B.电源的效率增大C.电容器所带电荷量增加D.R 2上消耗的功率增大答案 CD解析 因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知，干路电流增大，由U ＝E －Ir 可知路端电压减小，所以电压表示数减小，故A 错误；电源的效率η＝P 出P 总＝EI －I 2r EI ＝1－Ir E ，电流增大，则电源效率减小，故B 错误；电容器的电压与R 2两端的电压相等，因R 4电阻变小，总电阻变小，总电流增大，外电压变小，通过R 1的电流减小，则通过R 2的电流增大，所以电容器的电压增大，根据Q ＝CU 可知，电容器所带电荷量一定增加，故C 正确；通过R 2的电流增大，根据P ＝I 22R 可知，R 2上消耗的功率增大，故D 正确.11.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而变化的特性来工作的.如图11甲所示，电源的电动势E ＝9 V ，内阻不计；G 为灵敏电流表，内阻R g 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻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，电流表的示数I 1＝2 mA ；当电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是( )图11A.60 ℃B.80 ℃C.100 ℃D.120 ℃答案 D解析 在20 ℃时，E ＝(R g ＋R 1)I 1，得R g ＝500 Ω，在温度为t 时，E ＝(R g ＋R 2)I 2，代入数据得R 2＝2 000 Ω，从题图乙中可以看出t ＝120 ℃，故选D.考点三 霍尔元件的认识及应用12.霍尔元件能( )A.把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B.把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C.把力这个力学量转换成电压这个电学量D.把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量答案 B解析 根据霍尔元件的工作原理，载流子在洛伦兹力作用下偏转，形成霍尔电压U H ＝k IB d，所以它将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故B 正确.图1213.如图12所示，一段长方体导电材料，左右两端面的边长都为a 和b ，内有带电荷量为q 的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B .当通以从左到右的稳恒电流I 时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U ，且上表面的电势比下表面的低.由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为( )A.IB |q |aU，负 B.IB |q |aU ，正 C.IB |q |bU，负 D.IB |q |bU ，正 答案 C解析 导电材料上表面的电势比下表面的低，故导电材料内部的电场方向为竖直向上.由于电流方向为水平向右，假设自由运动电荷为正电荷，则由左手定则可知电荷受到的洛伦兹力竖直向上，而自由运动电荷受到的电场力也竖直向上，不能平衡，所以自由运动电荷一定是负电荷.根据自由电荷水平通过导电材料时受力平衡可知：|q |E ＝|q |v B ，而E ＝U a 得v ＝U aB再由电流的微观表达式I ＝n |q |v ·ab 得：n ＝IB |q |bU ，C 对.。
2019届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业实验11传感器的简单应用课件.doc
实验十一传感器的简单应用1．一些材料的电阻随温度的升高而变化。
如图 6 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”。
图 6(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＝150Ω，由题图甲得对应的温度为50 ℃。
答案(1)较小(2)502．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。
如图7 所示为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材：器材(代号) 规格电流表(A1) 量程0～50 mA，内阻约为50 Ω电流表(A2) 量程0～200 mA，内阻约为10 Ω电压表(V1) 量程0～3 V，内阻约为10 k Ω电压表(V2) 量程0～15 V，内阻约为25 k Ω滑动变阻器(R1) 阻值范围0～15 Ω，允许最大电流 1 A阻值范围0～1 k Ω，允许最大电流100 滑动变阻器(R2)mA直流电源(E) 输出电压 6 V，内阻不计电键(S)、导线若干图 7(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)(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。
解析(1)图象中电流在0～0.14 A 之间，电流表选A2；电源电压为 6 V，但图象只要求电压在0～3 V 之间调整，为了测量准确，电压表选V1；由于绘制图象的需要，要求电压在0～3 V 之间调整，所以滑动变阻器只能采用分压式接法，为了便于调节电压，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1。
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剑指2019年高考物理的13个抢分实验
实验12.1 传感器的简单应用抢分精讲
题型1 热敏电阻的原理及应用
例1 用对温度敏感的半导体材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和两个适当的固定电阻R1、R2连成图实Ⅺ－6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R L的阻值，测量电路如图实Ⅺ－7所示，图中的电压表内阻很大。
R L的测量结果如下表所示。
回答下列问题：
(1)根据图实Ⅺ－6所示的电路，在图实Ⅺ－7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，在图实Ⅺ－8上作R L－t关系图线。
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图实Ⅺ－9甲、乙所示。
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。
答案(1)连线如图所示
(2)R L－t关系图线如图所示
(1)根据数据描出点，连接成直线，图象如下所示。
分析：
（1）根据原理图连接即可，注意电表的正负极不要和电源连反了．
（2）用直线将在坐标上描述的点连接，直线尽量多穿过点．
（3）从电表中读出电压和电流表示数，然后根据欧姆定律求出等效电阻阻值，结合图象可求出此时的温度．题型2 光敏电阻传感器的应用
例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。
光控开关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R P在不同照度下的阻值如下表：
(1)根据表中数据，请在给定的坐标系(图实Ⅺ－10)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)如图实Ⅺ－11所示，当1、2两端所加电压上升至2 V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(lx)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：
光敏电阻R P(符号，阻值见上表)；
直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)
开关S及导线若干。
答案见解析
解析
(1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图所示。
故选定值电阻R1，电路原理图如图所示。
题型3 传感器在实验中的应用
例3 利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。
图实Ⅺ－12甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U－I关系图线。
(1)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0 10 Ω)、滑动变阻器B(阻
值范围0 100 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干。
该同学做实验时，滑动变阻器选用的是 (选填“A”或“B”)；请在图乙的方框中画出该实验的电路图。
(2)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3 A，电源电动势为3 V。
则此时小灯泡的电功率为 W，电源的内阻为Ω。
答案(1)A 实验电路图如图所示
(2)0.69(0.66 0.72均可) 2.33(2.00 2.67均可)
解析
(1)为方便实验操作，滑动变阻器可以选A；小灯泡电阻较小，电流传感器应采用外接法，描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图1所示；
该直线斜率绝对值等于电源的内阻r=△U/△I=(3V−2.3V)/0.3A≈2.3Ω，。