2018版高考物理(新课标)一轮复习实验专题课件_实验十一 传感器的简单应用 (共32张PPT)
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高三物理一轮复习精品课件6：实验十一 传感器的简单使用
第十章 交变电流 传感器
实验十一 传感器的简单使用
基础知识梳理整合
一、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，并能将它们按照一定的规律转换为 电压、电流 等， 或转换为电路的 通断 . 二、制作传感器需要的元件 1.光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强 电阻 减小 ，光照减弱电阻 增大 .
感器等
传感器以被测物理 量命名
按工作原 理分类
应变式、电容 式、电感式、热 电式、电压式
传感器以工作原理 命名
按输出信 模拟式传感器 输出分别为模
3
号分类 数字式传感器 拟信号、数字信号
四、传感器应用的一般模 例1如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑 线电阻，阻值为 R，长度为 L，两边分别有 P1、P2 两个滑动头， P1 可在竖直绝缘光滑的固定杆 MN 上保持水平状态而上下自由滑 动，弹簧处于原长时，P1 刚好指着 A 端，P1 与托盘固定相连，若 P1、P2 间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示 屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为 k，托盘自身 质量为 m0，电源电动势为 E，内阻不计，当地的重力加速度为 g. 求：
由部分电路欧姆定律可得：U＝IR 串. 由于RR串＝Lx，其中 x 为 P1、P2 间的距离，则 x＝x2－x1＝mkg.联立解得：m＝gkELU.
【方法与知识感悟】力电传感器电路中的关键元件是滑
动变阻器、电容器、弹簧等，解答这类问题的关键是：滑片移 动的距离、电容器的板间距离与力学物理量的联系.
随堂检测
一、选择题：1、2 题为单选，3 题为多选. 1.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的
传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，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，导致话筒所在电路中的其他量发生变化， 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可能 是电容器两板间的( A )
实验十一 传感器的简单使用
基础知识梳理整合
一、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，并能将它们按照一定的规律转换为 电压、电流 等， 或转换为电路的 通断 . 二、制作传感器需要的元件 1.光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强 电阻 减小 ，光照减弱电阻 增大 .
感器等
传感器以被测物理 量命名
按工作原 理分类
应变式、电容 式、电感式、热 电式、电压式
传感器以工作原理 命名
按输出信 模拟式传感器 输出分别为模
3
号分类 数字式传感器 拟信号、数字信号
四、传感器应用的一般模 例1如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑 线电阻，阻值为 R，长度为 L，两边分别有 P1、P2 两个滑动头， P1 可在竖直绝缘光滑的固定杆 MN 上保持水平状态而上下自由滑 动，弹簧处于原长时，P1 刚好指着 A 端，P1 与托盘固定相连，若 P1、P2 间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示 屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为 k，托盘自身 质量为 m0，电源电动势为 E，内阻不计，当地的重力加速度为 g. 求：
由部分电路欧姆定律可得：U＝IR 串. 由于RR串＝Lx，其中 x 为 P1、P2 间的距离，则 x＝x2－x1＝mkg.联立解得：m＝gkELU.
【方法与知识感悟】力电传感器电路中的关键元件是滑
动变阻器、电容器、弹簧等，解答这类问题的关键是：滑片移 动的距离、电容器的板间距离与力学物理量的联系.
随堂检测
一、选择题：1、2 题为单选，3 题为多选. 1.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的
传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，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，导致话筒所在电路中的其他量发生变化， 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可能 是电容器两板间的( A )
高三物理一轮复习精品课件4：实验十一 传感器的简单应用
30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. 温度t(℃)
0000000
RL阻值 54. 51. 48. 44. 41. 37. 34.
(Ω) 3 5 3 7 4 9 7
回答下列问题： (1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连 线．
乙
(1)连线如图所示
(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上 作RL－t关系图线．
(2)RL－t关系图线如图所示
(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__1_1_5_m__A_，电压 表的读数为___5_.0_0__V_．此时等效电阻RL的阻值为 ___4_3_.5__Ω_；热敏电阻所处环境的温度约为 ___6_4_._0_℃__(_6_2_.0_～__6_6_._0_℃__均__正__确__)_．
(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少？并 记录． 把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析 光敏电阻的特性.
光照强度 弱 中 强 无光照射 阻值(Ω)
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．
误差分析 本实验误差主要来源于温度计和欧姆表的读数． 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．
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；
高考物理新课标一轮复习课件实验传感器的简单应用
原理
通过特定的物理效应（如 压电效应、压阻效应等） 将力学量转换为电信号。
分类
根据测量原理和应用范围 的不同，力学量传感器可 分为多种类型，如压力传 感器、加速度传感器等。
压力、重量测量原理及应用
压力测量原理
利用压电效应或压阻效应 ，将压力转换为电信号进 行测量。
重量测量原理
通过测量物体对支撑面的 压力来间接测量物体的重 量。
量。
02
电流测量原理
采用电流互感器或霍尔元件等，将大电流转换为小电流或电压信号进行
测量。
03
应用
在电力系统中，电压、电流的测量是实现电能计量、保护和控制的基础
。同时，在电子设备中，电压、电流的测量也是实现设备正常运行和故
障诊断的重要手段。
电阻、电容测量原理及应用
电阻测量原理
通过测量电阻两端的电压和流过的电流，利用欧姆定律计算出电阻值。
利用计算机软件对实验数据进行处理和分析，包括数据的滤波、放大、转换等操作，以得到所需的实验结果。
结果分析和讨论
结果分析
根据实验数据，分析传感器的性能特点 和工作原理，比较不同传感器之间的差 异和优缺点。
VS
结果讨论
针对实验结果，讨论传感器在实际应用中 的意义和作用，以及改进和提高传感器性 能的方法和途径。同时，可以探讨传感器 在其他领域的应用前景和发展趋势。
传感器分类
根据输入物理量可分为位移传感器、速度传感器、温度传感 器、压力传感器等；根据工作原理可分为电阻式、电容式、 电感式、压电式等。
工作原理及特点
工作原理
传感器的工作原理是将被测量（如位移、速度、温度等）转换为电信号。不同 类型的传感器采用不同的转换原理，如电阻式传感器利用电阻值随被测量变化 而变化，电容式传感器利用电容量随被测量变化而变化。
高考一轮复习：10.3《实验11传感器的简单使用》ppt课件
要有一个“调零”的过程。仔细审题,题目中有很多重要的暗示,挖掘这些 信息即是我们解决问题的关键。“测量时先调节输入端的电压,使转换器空
载时的输出电压为 0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量
成正比的输出电出电压 U = km g。题目要求“力电转换器的输入电压可 调,并且使电压的调节范围尽可能大”,这就暗示我们滑动变阻器必须使用
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。要使恒温箱内的温度保持在 50 ℃,即
次数 待测量 温度/℃ 电阻/Ω
第十章
实验11:传感器的简单使用
8-8-
一二三四五
(6)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象。
(7)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。
第十章
实验11:传感器的简单使用
9-9-
一二三四五
置,叫传感器。 2.组成 一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成。 3.原理 通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成
便于测量的量。例如,光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热 电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号。
第十章
实验11:传感器的简单使用
4-4-
2.研究光敏电阻的光敏特性 (1)将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好, 其中多用电表置于欧姆“×100”挡。
载时的输出电压为 0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量
成正比的输出电出电压 U = km g。题目要求“力电转换器的输入电压可 调,并且使电压的调节范围尽可能大”,这就暗示我们滑动变阻器必须使用
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。要使恒温箱内的温度保持在 50 ℃,即
次数 待测量 温度/℃ 电阻/Ω
第十章
实验11:传感器的简单使用
8-8-
一二三四五
(6)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象。
(7)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。
第十章
实验11:传感器的简单使用
9-9-
一二三四五
置,叫传感器。 2.组成 一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成。 3.原理 通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成
便于测量的量。例如,光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热 电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号。
第十章
实验11:传感器的简单使用
4-4-
2.研究光敏电阻的光敏特性 (1)将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好, 其中多用电表置于欧姆“×100”挡。
高考物理一轮复习 实验十一 传感器的简单使用课件
3.实验器材 铁架台、热敏电阻、光敏电阻、多用电表、烧杯、温度计、 冷水、热水、强光源、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、导线、 开关等. 4.实验过程 (1)研究热敏电阻的热敏特性. 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. 光敏电阻在光照加强的条件下，其阻值逐渐____减__小__.
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.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
实验十一：传感器的简单使用
1.实验目的 (1)知道什么是传感器，知道光敏电阻和热敏电阻的作用. (2)能够通过实验探究“光敏电阻和热敏电阻的特性”. (3)了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方 案.
2.实验原理 (1)传感器：传感器是将所感受到的诸如力、热、光、声、 化学成分等__非__电__学__量转换成便于__测__量__的__量_(一般是电压、电 流等电学量)的一类元件. (2)传感器的一般应用模式：由敏感元件、转换器件和转换 电路三个部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换成电信 号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理.(如图 S11-1 所 示)
(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 S11-3 甲所示)，则 25 ℃的刻度应在 20 ℃ 的刻度的________(填“左”或“右”)侧.
2018年物理一轮复习课件：专题十 实验十一 传感器的简单使用
图S11-1
传感器工作过程是：通过对某一物理量敏感的元件，将感 受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量．
非电学量 ―→ 敏感元件 ―→ 转换器件 ―→ 转换电路 ―→ 电学量 ―→ 输出
(3)传感器的分类：_力__电___传感器、__热__电___传感器、_光__电__ 传感器、__声__电___传感器、__电__容___传感器、磁电传感器、超声 波传感器、气敏传感器等．
(3)热敏电阻． ①特点：阻值会随温度的升高而__减__小____． ②作用：能把___温__度___这个热学量转换为__电__阻____这个电 学量．
③应用：各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等) 的温度控制、火警报警器、恒温箱等．
(4)金属热电阻． ①特点：金属热电阻的电阻率随温度的升高而___增__大___， 相比之下，热敏电阻的灵敏度较好． ②作用：能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量． ③应用：___温__度___传感器等．
几类传感器的特点：
1．角度的电容式传感器：原理是当旋片转动时，电容器两 个彼此绝缘的金属板的正对面积发生变化，从而引起电容发生 变化．如图S11-2甲所示．
图S11-2
2．液体的电容式传感器：原理是导电液体相当于电容器的 一个极板，当液体的高度发生变化时，相当于两个极板的正对 面积发生变化，从而引起电容发生变化．如图乙所示．
答案：D
》》》易错点 传感器的应用 例2：位移传感器的工作原理如图 S11-6 所示，物体 M 在
导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆 P，通过电压表显 示的数据，来反映物体位移的大小 x.假设电压表是理想的，则 下列说法正确的是( )
图S11-6
A．物体 M 运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体 M 运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体 M 不动时，电路中没有电流 D．物体 M 不动时，电压表没有示数 错解分析：不清楚传感器在电路中的作用，不明确传感器 所影响的物理量与电路中的其他物理量之间的关系，以为物体 M 运动时，电路中的外电阻发生改变，电流发生改变，或者物 体 M 不动时，电路中不产生电流．
传感器工作过程是：通过对某一物理量敏感的元件，将感 受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量．
非电学量 ―→ 敏感元件 ―→ 转换器件 ―→ 转换电路 ―→ 电学量 ―→ 输出
(3)传感器的分类：_力__电___传感器、__热__电___传感器、_光__电__ 传感器、__声__电___传感器、__电__容___传感器、磁电传感器、超声 波传感器、气敏传感器等．
(3)热敏电阻． ①特点：阻值会随温度的升高而__减__小____． ②作用：能把___温__度___这个热学量转换为__电__阻____这个电 学量．
③应用：各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等) 的温度控制、火警报警器、恒温箱等．
(4)金属热电阻． ①特点：金属热电阻的电阻率随温度的升高而___增__大___， 相比之下，热敏电阻的灵敏度较好． ②作用：能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量． ③应用：___温__度___传感器等．
几类传感器的特点：
1．角度的电容式传感器：原理是当旋片转动时，电容器两 个彼此绝缘的金属板的正对面积发生变化，从而引起电容发生 变化．如图S11-2甲所示．
图S11-2
2．液体的电容式传感器：原理是导电液体相当于电容器的 一个极板，当液体的高度发生变化时，相当于两个极板的正对 面积发生变化，从而引起电容发生变化．如图乙所示．
答案：D
》》》易错点 传感器的应用 例2：位移传感器的工作原理如图 S11-6 所示，物体 M 在
导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆 P，通过电压表显 示的数据，来反映物体位移的大小 x.假设电压表是理想的，则 下列说法正确的是( )
图S11-6
A．物体 M 运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体 M 运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体 M 不动时，电路中没有电流 D．物体 M 不动时，电压表没有示数 错解分析：不清楚传感器在电路中的作用，不明确传感器 所影响的物理量与电路中的其他物理量之间的关系，以为物体 M 运动时，电路中的外电阻发生改变，电流发生改变，或者物 体 M 不动时，电路中不产生电流．
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
到或超过120 ℃时,系统报警。提供的器材有:
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,
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,
2018版高考物理一轮总复习第11章交变电流传感器实验11传感器的简单使用课件
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，如图所示。
3．根据实验数据和 Rt 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。
2研究光敏电阻的光敏特性 实验步骤
1．将光敏电阻、多用电表、小灯泡、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。
尝试解答 (3)115 mA
(1)见解析图乙′ 5.00 V 43.5 Ω
(2)见解析图丙′ 64.0 ℃
(1)根据电路图连接实物图。
(2)根据数据描出点，作出直线。
(3)电流表读数：I＝115 mA，电压表读数：U＝5.00 V。 U 5.00 RL＝ I ＝ －3 Ω≈43.5 Ω，对照图丙 ′找出相应 115×10 温度约为 64.0 ℃。
板块二 考点细研· 悟法培优
考点
热敏电阻的实际应用
例 1 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。
解析 激光是照在光敏电阻 R1 上，信号处理系统与
R1 并联，其电压就是 R1 上的电压，当货物挡光时 R1 阻值 大，电压高，货物挡光一次，就计数(货物的个数)一次，故 B、D 正确。
2．[2017· 南京质检] 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 R1 为 光敏电阻，R2 为滑动变阻器，R3 为定值电阻。当 R2 的滑片 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 ( )
2018年物理(新课标)高考总复习第一轮复习课件：第十一章实验十二传感器的简单使用
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 U 就会报警，可知滑动 变阻器的最大阻值至少为 R ＝ ＝ Ic 18 Ω ＝1 800 Ω ，因此在电路中应选用最大阻值为 2 － 10×10 3 000 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，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．
第十一章
交变电流 传感器
实验十二
传感器的简单使用
【基本要求】 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．
对光敏电阻的特点和应用的考查 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 RP 在不同照度 下的阻值如下表：
照度(lx) 电阻(kΩ)
高考物理一轮复习 实验11 传感器的简单应用课件
第六页，共25页。
图2
温度t(℃) 阻值RL(Ω)
30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7
第七页，共25页。
回答下列问题： (1)根据(gēnjù)图2所示的电路，在图3所示的实物图上连线．
图3
第八页，共25页。
实验(shíyàn)十一 传感器的简单应用
第一页，共25页。
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．
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 (kāiguān)、导线等．
第二页，共25页。
实验过程(guòchéng) 一、研究热敏电阻的热敏特性
(3)如图所示．
答案 (1)小 (2)右 (3)见解析
第十六页，共25页。
热点二 光敏电阻传感器的应用 【典例2】 为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关
(kāiguān)控制照明系统．光控开关(kāiguān)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RP在不同照度下的阻值如表：
第三页，共25页。
二、研究(yánjiū)光敏电阻的光敏特性
第四页，共25页。
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 (ɡuānɡ mǐn diàn zǔ)上的光的多少． 3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．
图2
温度t(℃) 阻值RL(Ω)
30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7
第七页，共25页。
回答下列问题： (1)根据(gēnjù)图2所示的电路，在图3所示的实物图上连线．
图3
第八页，共25页。
实验(shíyàn)十一 传感器的简单应用
第一页，共25页。
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．
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 (kāiguān)、导线等．
第二页，共25页。
实验过程(guòchéng) 一、研究热敏电阻的热敏特性
(3)如图所示．
答案 (1)小 (2)右 (3)见解析
第十六页，共25页。
热点二 光敏电阻传感器的应用 【典例2】 为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关
(kāiguān)控制照明系统．光控开关(kāiguān)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RP在不同照度下的阻值如表：
第三页，共25页。
二、研究(yánjiū)光敏电阻的光敏特性
第四页，共25页。
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 (ɡuānɡ mǐn diàn zǔ)上的光的多少． 3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．
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.
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[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 U 18 至少为 R＝ ＝ Ω＝1 800 Ω，因此在电路中应选用最 Ic 10×10－3 大阻值为 2 000 Ω 的滑动变阻器 R2.
[答案]
(1)连线如图所示
(2)R2
(3)①650.0
b
接通电 ②c
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
[典例 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 40 28 23 20 18
(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，即 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.
(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
甲
乙
丙
(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 “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. (填“A”或
考向 1 [典新课标全国卷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.
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.
[解题指导]
从提供的单刀双掷开关可以看出， 当开关与 c
接通时，应形成一个完整的电路，以便对系统进行调节.当调节 完成后，只要将开关与 d 接通，就可以用于报警. 由报警电流推算回路中的总电阻值，便可大致确定滑动变 阻器的最小阻值，从而确定选用哪一个变阻器.
提供的器材如下： 光敏电阻 RP(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甲所
示.特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小.
实验十一
传感器的简单应用
一、研究热敏电阻的热敏特性
[基本要求]
[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.
次数 待测量 温度(℃) 电阻(Ω) 1 2 3 4 5 6
2.在如图所示的坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温 度变化的图线.
[实验结论] 根据实验数据和 Rt 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.
二、研究光敏电阻的光敏特性 [基本要求]
[数据处理] 把记录的数据填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的 特性. 光照强度 弱 中 强 无光照射 电阻(Ω)
[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.
[注意事项] 1.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来 达到实验目的. 2.欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零.
甲
乙
(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.
[典例 3] 利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条 件等.图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的 UI关 系图线.
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. (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“R1”或“R2”).
电阻(kΩ) 75
(1)根据表中数据，请在给定的坐标系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)