2020版高考物理大一轮复习 第十一章 实验十二 传感器的简单使用讲义(含解析)教科版.
2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件：第十一章 实验十二 传感器的简单使用
完成下列填空:(1)当测力钩不受拉力时,图(b)中UAB= . (2)当向上施加拉力时,UAB 0 (选填“>”“<”或“=”).
解析:(1)当测力钩不受拉力时,四个电阻的阻值均相等,则图(b)中UAB=0. (2)当向上施加拉力时,R1,R2阻值变小,R3,R4阻值增大,此时R1两端的电压减 小,则A点电势升高;R3两端的电压变大,则B点电势降低,则UAB>0.
解析:(3)从图中取相距较远的两个特殊点, 代入R=R0+kt计算,有120=R0+50k 104=R0+10k 解得R0=100 Ω,k=0.400 故该热敏电阻的R-t关系式为R=100+0.400t Ω.
答案:(3)100 0.400
方法技巧 解决传感器实验的主要方法
(1)在高中阶段关于传感器的实验主要侧重于实验电路的设计与连接、实验数 据的处理或根据实验数据画图像. (2)实验电路一般采用滑动变阻器的分压或限流,电流表的内接或外接. (3)数据的处理一般是图像法,要充分利用好实验得到的数据获得实验结果. (4)连接实物图时,一般先将串联的主体电路连接好,然后连接并联的器材,最 后一定要进行检查.
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.
答案:(1)见解析
(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.
实验十二 传感器的简单使用
实验基础 命题研析
实验基础
一、研究热敏电阻的热敏特性
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.
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课件新人教版(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＝UR＝43.008 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 ＝UI ＝20×4.180－3 Ω＝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
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/s2.请回答：
压力 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …
F/N 电阻
300 270 240 210 180 150 120 … R/Ω (1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘
(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
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．
高三物理人教版一轮教师用书第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R 1.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 000200(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0.3 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)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 ＝ΔU ΔI－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。
2020届高考物理一轮复习第11单元交变电流传感器实验十二传感器的简单应用课件
实验热点探究
工作过程:敏感元件将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量,如下. 非电学物理量 敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 输出
实验热点探究
例3 某学生为了测量一个物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压
正比于受压面的压力(比例系数为k),如图S12-11所示.测量时先调节输入端的电压,
实验热点探究
[解析] (1)光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图甲所示,阻值随照度变化的特 点:光敏电阻的阻值随照度的增大非线性减小. (2)电源电动势为 3 V,当光敏电阻阻值为 20 kΩ 时,其两端电压为 2 V,则 U=������+������������������ ·E,解得 Rx=10 kΩ,故选择电阻 R1,实验电路原理图如图乙所示.
当电阻为620.0 Ω时,温度为33.0 ℃.
实验热点探究
变式题 [2017·江苏卷] 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S12-5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Rt与温度t的关系如 下表所示.
[解析] (1)在闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器R1的滑片应处在阻值最大位置, 故应在b端. (2)将t=60 ℃和t=70 ℃对应的两组数据点画在坐标纸上,然后用平滑曲线过尽可能 多的数据点画出R2-t图像. (3)由R2-t曲线可知,当t=44℃时,RT=450 Ω.
(4)图中电阻箱读数为(6×100+2×10+0×1+0×0.1) Ω=620.0 Ω;根据R2-t曲线可知,
实验热点探究
2020版高考物理(人教版)一轮复习课件：实验十二 传感器的简单使用
透析考点· 多维突破 考点一 教材原型实验 热敏电阻传感器的应用 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)．
(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(0～999.9 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 E2 ________( R2 选填“R1”或“R2”)．
(4)根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘， 改装成温度表．根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低 右 温刻度在________( 填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀？ ________( 填“是”或“否”)． 否
解析：(2)分析电路可知滑动变阻器为限流式接法，所以闭合开 关前，使它的阻值处于最大值状态，即将滑片 P 滑到 a 端．为了设 计表盘刻度，应使开关掷于 c 处，调节滑片，使电流表满偏．(3) E 把开关置于 d 端，根据闭合电路欧姆定律得 I＝ ，又 Rt＝a＋ R＋Rt E kt，联立得出电流与温度的关系式为 I＝ .(4)因为 Rt＝a＋ R＋a＋kt kt(且 a>0，k>0)，所以温度越低，电阻越小，回路中 I 越大，所以 低温刻度在右侧，由(3)中关系式可知电流与温度不是线性关系，所 以刻度线分布不均匀．
2020高考物理第十一章实验十二传感器的简单使用课件鲁科版选修3_2
(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画出 实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102 N～ 0.8×102 N，不考虑压力对电路其他部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下： A.压敏电阻，无压力时阻值R0＝6 000 Ω B.滑动变阻器R，全电阻阻值约200 Ω C.电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω D.电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩ E.直流电源E，电动势3 V，内阻很小 F.开关S，导线若干
在电流为 80 μA 时，由表格数据得到路端电压为 1.00 V，根据闭合电路欧姆定律，E ＝U＋Ir，解得：r＝E－I U＝18.800×－110.－060 Ω＝104 Ω 答案 (1)所连的实物图见解析图甲 (2)1.65 (3)a.该硅光电池组的U－I图线如图乙 b.1.80 10.0
热点二 实验拓展创新
命题角度
光电传感器
【例2】 小明同学为了测定某太阳能硅光电池组的电动势和内阻，设计了如图3所 示的电路，在一定光照条件下进行实验：
图3
(1)请根据图3完成图4中实物的连线。 图4
(2)将测量出来的数据记录在下表中，其中第4组数据的电压如图5所示，则此时电 压为__________ V。
1
2
3
4
器R(最大阻值为20 Ω)、开关S、导线若干、烧杯和水。
图1 (1)根据实验所提供的器材，设计实验电路，画在图1甲所示的方框中。 (2)图乙是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请根据你所设计的实验电 路，补充完成实物间的连线。 (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头P应置于______ (填“a”或“b”)端。
实验十二 传感器的简单使用
高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器实验12传感器的简单使用课件
关闭
距离成正比,控制器通过对这四个电流比例进行精确计算,得出触摸点的
由于流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例,电容触摸屏只需要
位置信息。在开机状态下,下列说法正确的是(
)
触摸,控制器就能确定手指的位置,无需手指有压力,故A错误;电容式触摸屏
A.电容式触摸屏感测手指触摸点的位置是因为手指对屏幕按压产生了形变
笔画线代替导线连接成实验电路图。
(2)若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上,电压表的示数为U0;
然后取下砝码,再将待测质量为m的物体放在力电转换传感器的受压面上,电
压表的示数为U,则待测物体的质量m=
。
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-18-
对应演练
答案:(1)见解析图 (2) m0
控制照明系统(xìtǒng),光控开关采用光敏电阻来进行控制。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所示:
照度(Lx)
电阻(kΩ)
0.2
75
0.4
40
0.6
28
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有微弱电流通过,故C正确;根据电容器的工作原理可知,当手指离开屏幕时,
手指的准确位置
电容变小,电容器将放电,控制器仍然能检测到手指离开的准确位置,故D错误。
关闭
C 12/9/2021
解析
(jiě xī)
解析
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答案(dá
答案
àn)
对应演练
2.(2019·河北(hé běi)衡水模拟)某兴趣小组为了研制一
高考一轮：第十一章 实验十二 传感器的简单使用 (2) 共30页PPT资料
(1)根据表中数据，请在图实－11－4所示的坐标系中描 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。
图实－11－4
(2)如图实－11－5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：
(3)完成接线后的主要实验步骤：①往保温杯里加一些热 水，待温度计稳定时读出温度计值；②调节滑动变阻器， 快速测出几组电压表和电流表的值；③重复①和②，测 量不同温度下的数据；④绘出各测量温度下的热敏电阻 的伏安特性曲线。 [答案] 见解析
[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RP在不同照度下的阻值如下表：
(4)用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少，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。
六、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
五、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、
滑动变阻器按如图实－11－2所示 电路连接好，其中多用电表置于 图实－11－2 “×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；
高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 实验十二 传感器的简单使用课件
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(3)①ห้องสมุดไป่ตู้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．
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(3)由题图可知，图象是一次函数图线，即 Rx＝kF＋b， k＝－ΔΔRFx＝－41.05＝－290，b＝17， 则有 Rx＝17－290F.
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[答案] (1)如图所示
(2)I2I－1r1I1 (3)压力反向，阻值不变 17－290F
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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．
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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．
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对光敏电阻的特性和应用的考查 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．
2020版高考大一轮复习：第11章6实验12传感器的简单使用
J 随堂检测・閒总肓理诵垮•韧琏琢升■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.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 ，由闭合电路欧姆定律得，干路的电流，电压表示数 U = IR o =，而R X C = k （定值），由以上关系式可见 U 越大，表示r 十 R ）十 R 十 R （r 十 R ）十 R 十R （越大，但是 C 与U 不成正比，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，电路如图所示.阳发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时与酒精气体浓度 C 之间的对应关系正确的是（A . U 越大,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EF 0 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻表示C 越大，J 随堂检测・閒总肓理诵垮•韧琏琢升■解析：选C.当冋变大时，回路的总电阻 R 总变大，根据I 总=書，得干路中的电流变小，S 两端的电压A .阳变大，且 R 越大,U 增大越明显B .阳变大，且 R 越小,U 增大越明显C. F M 变小，且 R 越大,U 增大越明显D.冋变小，且 R 越小,U 增大越明显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=1^1 + R S变小，根据I总=舟，得干R R M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，F 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.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4 •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Rr和两个适当的定值电阻R、F2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Rr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/ C30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/ Q54.351.047.544.341.037.934.7I/mA93.397.6102.9109.7116.7125.2134.2U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66（1）根据图甲所示的电路，在如图乙所示的实物图上连线.装 fit 中）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F L = U 疋43.5 Q,结合F L - t 图象可知热敏电阻所处环境的温度约为62.5 C .答案：(1)连线如图所示(2) 为了检验R 与t 之间近似为线性关系，在坐标纸上作出F L -t 关系图线."3(1 40 TO 90(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 F L 的阻值为;热敏电阻所处环境的温度约为二■二一■二一二■■二■■■■■■町(盐机摊11装聲中)装fit 中）(2)R L- t关系图线如图所示解析：⑴由表格数据可知，光敏电阻 R 与光强E 的乘积均为18 cd 不变，则当E = 4 cd 时，光敏电阻的阻值：R - 18 二 cd - 4.5 Q .4 cd（2）由题意可知，光敏电阻 R ＜与定值电阻R ）串联连接，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 = *可知，电路中的电流增大，由U = IR 可知，R ）两端的电压增大，因串联电路中总电压R等于各分电压之和， 所以R 两端的电压减小，反之光照减弱时，光敏电阻R 阻值增大，R 两端的电压减小， R 两端的电压增大，则玻璃并联在 R ）两端时不符合，玻璃并联在 R ＜两端时符合，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.5. （2019 •郑州模拟）电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻R X 和定值电阻R 0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/cd 1 2 34 5 电阻值/ Q18963.6⑴ 当光照强度为4坎德拉（cd ）时光敏电阻R ＜的大小为（2）其原理是光照增强，光敏电阻阻值变小，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,R ）是定值电阻，则下列电路图中符合要求的（填序号）.⑶现已知定值电阻 R ）为12 Q,I _c用电压表测得光敏电阻两端的电压为 3 V ,则此时光照强度为多少?(3)115 mA 5.00 V[“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为 E ,单位坎德拉（cd ）]a（3）当R）= 12 Q,光敏电阻两端的电压U k= 3 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，R）两端的电压：U）= U- U = 9 V— 3 V= 6 V,因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流I = R0= ，即1先3 V 、18 cd= ，解得R' x = 6 Q,此时光照强度E'= = 3 cd.R x 6 Q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超过60 C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 Q）,直流电源（输出电压为U,内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值为1 000 Q）, 滑动变阻器F2（最大阻值为2 000 Q ），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 C时阻值为650.0 Q .（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____________ Q;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= J；。
2020高考物理一轮总复习第十一章实验十二传感器的简单使用讲义(含解析)新人教版
实验十二传感器的简单使用1．研究热敏电阻的热敏特性2．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．热点一热敏电阻的特性及应用[典例赏析][典例1] (2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T，其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表V(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 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(a)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．(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到________ (选填“a”或“b”)端；(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2－t曲线；(3)由图(b)可得到R T在25 ℃～80 ℃范围内的温度特性．当t＝44.0 ℃时，可得R T ＝________ Ω；(4)将R T握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为________ Ω，则手心温度为________ ℃.[解析](1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路，保证安全．(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2－t曲线如图所示(3)从R2－t曲线中可读出t＝44.0 ℃时，R2＝450.0 Ω，所以R T＝R2＝450.0 Ω.(4)R2－t曲线中找到纵坐标为620.0 Ω的点，其横坐标为33.0 ℃.[答案](1)b(2)图见解析(3)450 (4)620.0 33.0[题组巩固]1．(2016·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.(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”)．(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)热敏电阻工作温度达到60 ℃时，报警器报警，故需通过调节电阻箱使其电阻为60 ℃时的热敏电阻的阻值，即调节到阻值650.0 Ω，使报警器能正常报警，电路图如图．(2)U＝18 V，当通过报警器的电流10 mA≤I c≤20 mA，电路中总电阻R＝UI c，900Ω≤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，模拟热敏电阻的电阻器阻值也应为650.0 Ω.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：(1)图见解析(2)R2(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2．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 ℃的刻度的________ (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 ℃的刻度的右侧．(3)如图所示．答案：(1)小(2)右(3)见解析热点二光敏电阻的特性及应用[典例赏析][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R P在不同照度下的阻值如下表：(1)说明阻值随照度变化的特点．(2)如图乙所示，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．[解析](1)根据表中的数据，在坐标纸上描点连线，得到如图所示的变化曲线．阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光的照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[题组巩固]3．(2019·兰州模拟)(多选)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示．图中R T 为热敏电阻(随温度升高，阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，R G为光敏电阻(随光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除R T、R G外，其他电阻均为定值电阻．当R处温度升高时( )A．L变亮B．R3的电流减小C．E2的路端电压增大D．R的功率减小解析：AD [当R 处温度升高时，R T 阻值变小，小灯泡L 的光照强度增大，R G 阻值变小，通过R 2的电流变大，E 2的路端电压变小，R 两端电压变小，通过的电流也变小，功率变小，通过R 3的电流变大，选项A 、D 正确，B 、C 错误．]4．(2019·湖北荆州质量检测)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＝8.0×10－2m ，两极板的间距d ＝1.0×10－2m ．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＝8.0×106m/s 连续不断地射入电容器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 ＝1.6×10－19C ，电子质量m ＝9×10－31kg.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 212mdv 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 1mdv 20所以Y 1＝y 1＋L 2tan θ，解得U 1＝4.5 V同理可得，当有物品挡光时，电容器两端电压U 2＝2.25 V 在闭合电路中，U 1＝E R 1＋R 3＋r R 3，U 2＝ER 2＋R 3＋rR 3，解得E ＝10 V ，r ＝5 Ω.答案：10 V 5 Ω热点三 压力传感器的应用[典例赏析][典例3] 材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小．若图甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线，其中R F，R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值．为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值R F.请按要求完成下列实验．(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画出实验电路原理图(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102 N～0.8×102 N，不考虑压力对电路其他部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：A．压敏电阻，无压力时阻值R0＝6 000 ΩB．滑动变阻器R，全电阻阻值约200 ΩC．电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 ΩD．电压表V，量程3 V，内阻约3 kΩE．直流电源E，电动势3 V，内阻很小F．开关S，导线若干(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是 1.33 mA，电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为________ V.(3)此时压敏电阻的阻值为________ Ω；结合图甲可知待测压力的大小F＝________ N．(计算结果均保留两位有效数字)[解析](1)根据题述对实验电路的要求，应该采用分压式接法、电流表内接的电路，原理图如图所示．(2)根据电压表读数规则，电压表读数为2.00 V.(3)由欧姆定律，此时压敏电阻的阻值为R F ＝U I－R A ≈1.5×103Ω，R 0R F＝4，由题图甲可知，对应的待测压力F ＝60 N.[答案] (1)图见解析 (2)2.00 (3)1.5×10360[题组巩固]5．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 (电动势3 V ，内阻约为1 Ω)B ．电流表A 1(0～0.6 A ，内阻r 1＝5 Ω)C ．电流表A 2(0～0.6 A ，内阻r 2≈1 Ω)D ．开关S ，定值电阻R 0＝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，A 1的读数为I 1，A 2的读数为I 2，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F 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A1代替，另一个电流表A2测量电流．电路图如图所示．(2)电阻R x两端电压为U x＝I1r1，流经的电流为I x＝I2－I1，电阻R x＝I1r1I2－I1.(3)由题图可知，图象是一次函数图线，即R x＝kF＋b，k＝ΔR xΔF＝－94.5＝－2，b＝17，则有R x＝17－2F；由题图可知，由于图线对称，不管力F如何增加，R x均线性减小．答案：(1)图见解析(2)I1r1I2－I1(3)压力反向，阻值不变17－2F6．如图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.(1)写出m、U与k之间所满足的关系式_________________________________________．(2)已知E＝1.50 V，L＝12.0 cm，g取9.80 m/s2.测量结果如下表：②m －U 直线的斜率为 ________ kg/V(结果保留三位有效数字)；③弹簧的劲度系数k ＝ ________ N/m(结果保留三位有效数字)．解析：(1)设放置质量为m 的物体时弹簧的压缩量为x ，则有mg ＝kx 又U ＝x LE ，解得m ＝Lk Eg U .(2)①用描点法作图，作出的图象如图所示．②选取(0,0)、(0.90,9)两点，则斜率为Δm ΔU ＝9－00.90－0 kg/V ＝10.0 kg/V.③因m ＝Lk Eg U ，故Lk Eg ＝Δm ΔU ，k ＝Δm ΔU ·Eg L ＝10.0×1.50×9.800.120 N/m≈1.23×103N/m. 答案：(1)m ＝Lk Eg U (2)①图见解析 ②10.0③1.23×103。
2020复习方案高考物理人教版一轮复习讲义：第十一章 实验十二 传感器的简单使用 含答案
实验十二传感器的简单使用命题点一热敏电阻的性质及应用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1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.t/℃30.040.050.060.070.080.0R t/Ω199.5145.4108.181.862.949.112计)、滑动变阻器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”)．(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2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1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)如果电源用E1，则在t＝30 ℃时电路中的最大电流I m＝3199.5＋20A≈13.67 mA<15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E2；为了在t＝80 ℃时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R′，则6 VR′＋20 Ω＋49.1 Ω＝0.015 A，解得R′＝330.9 Ω，因此滑动变阻器应选用R2.(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C.(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c 间时指针发生偏转．(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 Ω，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路．因此操作步骤的正确顺序是⑤④②③①.【答案】(1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)⑤④②③①(1)热敏电阻：热敏电阻的特点相对金属热电阻，对温度变化更敏感.(2)热敏电阻分为正温度系数和负温度系数两种热敏电阻，正温度系数的热敏电阻，温度越高，电阻越大；负温度系数的热敏电阻，温度越高，电阻越小.命题点二光敏电阻的性质及应用为了节能环保，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，照度的单位为lx)．(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图甲的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.照度/lx0.20.40.60.8 1.0 1.2电阻/kΩ 5.8 3.7 2.8 2.3 1.8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“A、B”或“B、C”)之间，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件．(3)用多用电表的欧姆挡选“×10”的倍率，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙所示，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(0～1 750 Ω，0.1 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．【解析】(1)从图中读出对应于照度为1.0 lx时的纵坐标可得对应电阻值．(2)天亮时光照强度增大，光敏电阻的阻值减小，电磁铁中电流增大，磁场增强，吸引衔铁向下与C接通，灯熄灭，故灯泡应接在A、B之间．实验连接图见答案．(3)多用电表读数为140 Ω.路灯点亮时电磁铁中电流小于2mA，则电路中总阻值R＝EI>3 kΩ，此时光敏电阻的阻值小于2 kΩ，则滑动变阻器接入电路中的阻值应不小于1 kΩ，故应选用R3.由于电磁铁中电流在减小到2 mA时才能放开衔铁，路灯才能发光，故在路灯开始发光时控制电路中总电阻是一定的，要使天色更暗时才点亮路灯，则要求在控制电路中的电流达到2 mA时光敏电阻的阻值更大，故滑动变阻器接入电路中的阻值应减小．【答案】(1)2.0(2)A、B如图所示(3)140R3减小光敏电阻的特点(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．命题点三传感器的实际应用考向1力传感器的应用(2019·衡水模拟)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．(1)如图所示，E为直流电源，S为开关；R为滑动变阻器；V为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图．(2)若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U0；然后取下砝码，再将待测质量为m的物体放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U，则待测物体的质量m＝________.【解析】(1)要求力电转换传感器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，所以滑动变阻器采用分压式接法，如图所示．(2)由以上测量的原理可知，U0＝km0g，U＝kmg得：m＝UU0·m0【答案】(1)见解析图(2)UU0·m0考向2磁传感器的应用“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e的霍尔元件接入电路，如图甲所示，电流为I，方向向右，长方体霍尔元件长、宽、高分别为a＝6.00 mm、b＝5.00 mm、c＝0.20 mm，处于竖直向上的恒定匀强磁场中．(1)前后极板M、N，电势较高的是________(选填“M极”或“N极”)．(2)某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的U H值，如表所示：I/mA 1.3 2.2 3.0 3.7 4.4U H/mV10.217.323.629.134.6H位体积中自由载流子个数为n＝6.25×1019m－3，则根据图象，由公式I＝nebc v，可算出磁场B＝________T(保留2位有效数字)．(3)有同学认为U HI代表了霍尔元件的电阻，请问这种想法正确吗？请说明理由：________________________________________________________________.【解析】(1)因电子的运动方向与电流方向相反，依据左手定则，可知，电子受到的洛伦兹力方向偏向N极，那么M极的电势偏高．(2)依据表格数据，作出U H-I图象，如图所示：根据e U H b ＝eB v ，则有：U H ＝Bb v ，而I ＝nebc v ，可得，U H ＝B nec I ，然而依据U H -I 图象，可知，其斜率为k ≈7.8；因此磁场B ＝7.8×6.25×1019 m －3×1.6×10－19×0.2×10－3＝0.016 T.(3)U H 是外电压，那么U H I 代表了外电阻，而霍尔元件的电阻，即为内电阻，因此不正确，原因电流I 不是由U H 产生的．【答案】 (1)M 极 (2)图象见解析图 0.016(3)不正确，电流I 不是由U H 产生的传感器的工作原理和工作流程(1)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．(如图所示)(2)工作过程：敏感元件将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量，如下：非电学物理量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量→输出1．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示．当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计．滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时P在B点，当系统以角速度ω转动时，则(D)A ．电路中电流随角速度的增大而增大B ．电路中电流随角速度的减小而减小C ．弹簧的伸长量为x ＝mωl k －mω2D ．输出电压U 与ω的函数式为U ＝Emω2k －mω2解析：系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC 的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A 、B 项错误；设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x ，则对元件A ，根据牛顿第二定律得：kx ＝mω2(l ＋x )，x ＝mω2l k －mω2，又输出电压U ＝R BP R BCE ＝x l E ，联立两式得U ＝mω2E k －mω2，故C 项错误，D 项正确．2．(2019·湖南株洲一模)在磁场中放置一块矩形通电导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上产生电势差，这个现象叫霍尔效应，所产生的电压叫霍尔电压．图甲为霍尔效应的原理示意图，图中霍尔电压U H ＝kIB d ，如图乙所示，在自行车的前叉上固定一霍尔元件，在前轮辐条上安装一块磁铁，这样，轮子每转一周，磁铁就靠近霍尔传感器一次，便可测出某段时间内的脉冲数，从而得到自行车的平均速度并通过速度计显示出来，设自行车前轮的半径为R ，磁铁到前轮转轴的距离为r ，则下列说法正确的是( C )A ．若霍尔元件的载流子是负电荷，则图甲中C 端电势高于D 端电势B ．如果长时间不更换传感器的电池，霍尔电压会越来越大C．如果在时间t内得到的脉冲数为N，则自行车骑行的平均速度为2πNR tD．若前轮漏气，则速度计测得的骑行速度比实际速度偏小解析：霍尔元件是一块金属导体，则载流子是自由电子，根据左手定则，当通入图中所示方向的电流时，实际上是自由电子向外运动，其受洛伦兹力方向向左，自由电子累积到C端，C端电势低，故A错误．若长时间不更换电池，则通过霍尔元件的电流I将减小，据U H＝kIBd，可知霍尔电压将减小，故B错误．如果在时间t内得到的脉冲数为N，则自行车的转速为n＝Nt，速度v＝2πnR＝2πNRt，故C正确．若前轮漏气，导致前轮半径比录入到速度计中的参数偏小，那么单位时间测得的脉冲数会增多，则速度计测得的骑行速度偏大，故D错误．3．(2019·河南周口模拟)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用于恒温箱温控电路，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源的电动势E＝9.0 V，内阻不计，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源，则：(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端(填“A、B端”或“C、D端”)．(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃，可变电阻R′的阻值应调节为260 Ω.解析：(1)恒温箱内的加热器应该接在A、B端．当线圈中的电流较小时，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高．(2)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，当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸到下方，使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50 ℃，即50 ℃时线圈内的电流为20 mA，由闭合电路欧姆定律有I＝Er＋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.4．(1)为了测定光敏电阻R x的光敏特性，某同学使用多用表“×100”的欧姆挡测其在正常光照下的大致电阻，示数如图甲所示，则所测得的阻值R x＝3_200 Ω.(2)为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系，采用伏安法测电阻得出两种“U-I”图线如图乙所示，由此可知正常光照射时光敏电阻阻值为3_000 Ω，强光照射时光敏电阻阻值为200 Ω.(3)考虑到电表内阻对实验结果的影响，图丙电路中测量值小于(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，请根据图丙将图丁中的仪器连接成完整实验电路．答案：实物图见解析图解析：(1)所测得的阻值R x＝32×100 Ω＝3 200 Ω.(2)正常光照射时光敏电阻阻值为R1＝2.40.8×10－3Ω＝3 000 Ω；强光照射时光敏电阻阻值为R2＝0.8 4.0×10－3Ω＝200 Ω.(3)根据R测＝U测I测<U真I真＝R真，图丙电路中测量值小于真实值；实验电路如图所示．5．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.(1)在下图中完成待调节的报警系统原理电路图的连接．答案：如图所示(2)电路中应选用滑动变阻器R2(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650.0 Ω；滑动变阻器的滑片应置于b(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是接通电源后，流过报警器的电流会超过20_mA，报警器可能损坏．②将开关向c(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至报警器开始报警．(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)电路图如答案图．(2)U＝18 V，通过报警器的电流10 mA≤I c≤20 mA，故电路中总电阻R＝UI c，即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650.0Ω，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．。
2020年高考物理一轮复习专题11.3 实验十二 传感器的简单使用(讲)(解析版)
专题11.3 实验十二传感器的简单使用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．1．实验目的(1)了解常见传感器元件的作用。
(2)探究热敏电阻、光敏电阻的特性。
2．实验原理传感器将感受到的非电学量(力、热、光、声等)，转换成便于测量的电学量。
3．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。
4．实验过程(1)研究热敏电阻的特性①按如图所示连接好实物。
②将热水分几次注入烧杯中，测量每次水的温度、热敏电阻的阻值。
③总结：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)研究光敏电阻的特性①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示正确连接，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。
③打开电源，让小灯泡发光，调节灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察光敏电阻的变化情况。
④用黑纸遮光时，观察光敏电阻的变化情况。
⑤总结：光照增强光敏电阻阻值变小，光照减弱光敏电阻阻值变大。
考点一热敏电阻的特性与应用【典例1】（重庆巴蜀中学2019届模拟）利用负温度系数热敏电阻(温度越高，电阻越小)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。
甲乙(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。
2020高考物理大一轮复习课件：实验十二： 传感器的简单使用%28共19张PPT%29
答案：
(1)a
c
满偏
E (3)R＋a＋kt
(4)右
否
考点一 教材原型实验
类型 2 光敏电阻传感器
(2018·郑州模拟)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻 Rx
和定值电阻 R0 接在 9 V 的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：
光强 E/cd 1
2
3
4
5
电阻值/Ω 18
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___E__2___(选填“E1”或 “E2”)，滑动变阻器 R 应选用____R__2__(选填“R1”或“R2”)。
考点二 实验拓展与创新
(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 将如图乙所示的选择开关旋至____C____(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。在图甲中，若只有 b、c 间断路，则应发现 表笔接入 a、b 时指针_不___偏___转_(选填“偏转”或“不偏转”)，接 入 a、c 时指针__偏___转___(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__⑤___④___②__③___①_。(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
② 将 开 关 向 ____c____( 填 “c” 或 “d”) 端 闭 合 ， 缓 慢 移 动 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 ， 直 至