2021高三物理人教版一轮学案：第十一单元实验十二传感器的简单应用含解析

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高考物理一轮复习第十一章实验十二传感器的简单使用课件高三全册物理课件

理电路图如图 1 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.
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60. 70. 80. 000
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＝k－mωmlω2 D．输出电压 U 与 ω 的函数式为 U＝kE－mmωω2 2
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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＝k－mωm2ωl 2，又输出电压 U＝RRBBPCE＝xl E，联立两式得 U＝km－ωm2Eω2，故 C 项错误，D 项正确．
6V R′＋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.
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(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.

2021届高考物理必考实验十二：传感器的简单使用【含答案】

2021届高考物理必考实验十二：传感器的简单使用1.实验原理(1)传感器的作用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)传感器的工作过程通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于测量的信号。

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。

传感器工作的原理可用下图表示:2.实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、滑动变阻器、开关、导线等。

3.实验步骤及数据处理(1)研究热敏电阻的热敏特性①实验步骤a.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。

b.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。

c.向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测出的热敏电阻的阻值。

d.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a.根据记录数据,把测量到的温度、电阻阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。

次数123456待测量温度/℃电阻/Ωb.在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。

c.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。

(2)研究光敏电阻的光敏特性①实验步骤a.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“×100”的欧姆挡。

b.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。

c.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。

d.观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值,并记录。

②数据处理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。

高中物理实验课程【高中物理实验课程】实验11 传感器的简单使用含解析

实验十一传感器的简单使用考纲解读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．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．3．实验步骤（1)按实验原理图甲连接好电路,将热敏电阻绝缘处理；(2)把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数;(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测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．数据处理在图1坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．图15．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．6．注意事项实验时,加热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．基本实验要求Ⅱ研究光敏电阻的光敏特性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．实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源．3．实验步骤（1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图乙所示电路连接好，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．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．6．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调零．考点一温度传感器的应用例1 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连成图2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2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。

(通用版)高考物理大一轮复习11.3实验12传感器的简单使用课件新人教版

实验12　传感器的简单使用一、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.了解传感器的简单使用。

二、实验原理1.传感器能够将感受到的物理量(力、温度、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、滑动变阻器、开关、导线等。

四、实验步骤、数据处理及结论1.研究热敏电阻的热敏特性(1)实验步骤①按如图所示连接好实物,将热敏电阻绝缘处理。

②将多用电表置于“欧姆”挡,选择适当的量程测出烧杯中在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。

(2)数据处理①根据记录数据,把测量到的温度、电阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。

②在如图所示坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。

③根据实验数据和R-t图线,得出结论:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低而增大。

2.研究光敏电阻的光敏特性(1)实验步骤①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示的电路连接好,其中多用电表置于“×100”挡。

②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。

③接通电源,让小灯泡发光,调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。

④用手掌(或黑纸)遮住光,观察光敏电阻的阻值,并记录。

(2)数据处理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。

结论:光敏电阻被光照射时阻值发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。

五、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.在做光敏电阻实验时,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上的小孔改变射到光敏电阻上的光的多少。

2021高考物理一轮复习第11章交变电流实验十二传感器的简单使用学案新人教版

实验十二传感器的简单使用主干梳理对点激活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。

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。

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12345 6待测量温度(℃)电阻(Ω)23．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。

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“欧姆”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，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录。

1．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。

光照强度弱中强无光照射阻值/Ω光照减弱电阻变大。

1．温度计读数带来的误差：可以选用精度高的温度计读数三次取平均值。

2．欧姆表的读数带来的误差：可以对同一温度、同一光照强度下的电阻读数三次取平均值。

1．在做热敏电阻实验时，加入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，并同时读出水温和电阻值。

2．光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将光敏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。

3．欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。

考点细研悟法培优考点1 热敏电阻的应用例1 如图所示，图甲为热敏电阻的Rt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，继电器线圈的电阻为150 Ω。

当线圈中的电流大于或等于20 mA 时，继电器的衔铁被吸合。

高考物理一轮复习专题十二实验与探究考点二电学实验实验十一传感器的简单使用教学案含解析

实验十一传感器的简单使用基础点1.实验装置及电路图2．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。

3．实验原理传感器是能将所感受到的物理量(如力、热、光、声等等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件。

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。

如热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号。

转换后的信号经过相应的仪器进行处理，就可以达到自动控制的目的。

4．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。

5．实验步骤A．研究热敏电阻的热敏特性(1)实验步骤①按图所示连接好电路，将热敏电阻进行绝缘处理。

②将多用电表置于欧姆挡，选择适当的挡位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，测量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。

(3)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。

B．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、学生电源、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挡“×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测量用手掌(或黑纸)遮光时光敏电阻的阻值并记录。

(2)数据处理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。

光敏电阻被光照射时其电阻值发生变化，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大。

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学案(2021年整理)(1)

2019年度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学案编辑整理：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（2019年度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学案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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实验十二传感器的简单使用一、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.3.实验步骤（1)按图1连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；图1(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。

4.数据处理在图2坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线.图25。

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。

6.注意事项实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值,以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。

二、研究光敏电阻的光敏特性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。

实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源。

3。

实验步骤（1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图3所示电路连接好,其中多用电表置于“×100"挡;图3(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光敏电阻阻值的情况，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光敏电阻阻值的情况，并记录。

高考物理一轮复习实验十一传感器的简单使用教学案-人教版高三全册物理教学案

实验十一传感器的简单使用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．一、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．3．实验步骤(1)按实验原理图甲连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；(2)把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测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．数据处理在图1坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．图15．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．6．注意事项实验时，加热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．二、研究光敏电阻的光敏特性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．实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源．3．实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图乙所示电路连接好，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．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．6．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调零．高频考点一温度传感器的应用例1．(2016·全国乙卷·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。

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。

高考物理一轮复习实验十一传感器的简单应用习题详解课件新人教版

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典例 3：(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)
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[题组突破] 5．解析：本题考查传感器与电路的动态分析，意在考查考生
对传感器特点及电路动态分析方法的掌握。S 两端的电压增大，总电流变大，总电阻变小，说明 M 的电阻变小， RM 变小，且 R 越大，并联电阻减小越快，干路电流增大越明显，电压 U 变大越明显，C 项正确。答案：C
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4．解析：从乙图可以知道：每间隔 1 秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是 v＝01.2 m/s＝0.2 m/s，故 A 错误 B 正确；传送带每小时传送的距离为：s＝vt＝0.2×3 600 m，工件个数为：n＝Ls ＝3 600 个，C 正确 D 错误。答案：BC
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典例 2：(1)如图(a)所示由图可知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。
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(2)如图(b)所示
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[题组突破] 3．解析：当入射光强度增大时，R3 阻值减小，外电路总电阻随
R3 的减小而减小，R1 两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，A 项正确，D 项错误；由路端电压减小，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，故 C 项正确。答案：ABC
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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.

2021高考物理课标全国版一轮课件：实验12 传感器的简单使用

• 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.
第十一章交变电流传感器
实验12 传感器的简单使用
栏目导航
01
主干回顾·强化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ基
02
核心考点·探究突破
03
高效演练·强化提升
01
主干回顾·强化根基
• 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)由题意知，调节滑动变阻器起不到改变电流的作用，说明待测电阻较大，故热敏电阻的阻值随温度的升高而增大．
• (3)因80℃时热敏电阻阻值较大，而滑动变阻器阻值较小，故滑动变阻器采用分压接法．
• 又因电阻阻值较大，故电流表不能准确测量电流，故采用电压表V1与定值电阻R1并联后充当电流表来测量电流，故电路图如图所示
Ω30，.0 热敏40电.0 阻的50阻.0 值R60t与.0 温7度0.0t的关80系.0 如下表所
199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
• (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．

2021高三统考人教物理一轮(经典版)学案：第11章实验十二传感器的简单使用 Word版含解析

姓名，年级：时间：实验十二传感器的简单使用主干梳理对点激活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.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。

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123456待测量温度（℃）电阻（Ω）2图所示.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.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“欧姆”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，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录.1．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。

光照强度弱中强无光照射阻值/Ω光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大.1．温度计读数带来的误差：可以选用精度高的温度计读数三次取平均值.2．欧姆表的读数带来的误差：可以对同一温度、同一光照强度下的电阻读数三次取平均值。

1．在做热敏电阻实验时，加入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，并同时读出水温和电阻值。

2．光敏电阻实验中，如果效果不明显，可将光敏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.3．欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零。

考点细研悟法培优考点1 热敏电阻的应用例1 如图所示,图甲为热敏电阻的Rt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，继电器线圈的电阻为150 Ω。

当线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。

2021年高考物理一轮复习实验11 传感器的简单应用练习(含解析)

2021年高考物理一轮复习实验11 传感器的简单应用练习（含解析）1．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究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.将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．(1)画出实验电路图．(2)根据电路图，在上图所示的实物图上连线．答案：见解析解析：常温下待测热敏电阻的阻值(约4～5 Ω)较小．应该选用安培表外接法．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器选用分压式．(1)实验电路如图所示．(2)根据电路图，连接实物图如图所示．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答案：D 解析：由题中电路图可看出，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 1I 1－I 2＝ΔU ΔI，可见选项D 正确． 3．(xx·长春模拟)温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E ＝9.0 V ，内电阻不计；G 为灵敏电流表，其内阻R g 保持不变；R 为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S ，当R 的温度等于20 ℃时，电流表示数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( )A ．60 ℃B ．80 ℃C ．100 ℃D ．120 ℃答案：D 解析：当t＝20 ℃时，由图可知R＝4 kΩ，根据闭合电路欧姆定律E＝I(R g ＋R)，解得R g＝0.5 kΩ；当I2＝3.6 mA时，R＝2 kΩ，对应的热敏电阻温度为120 ℃.940736 9F20 鼠@G40120 9CB8 鲸24662 6056 恖33145 8179 腹36995 9083 邃vI228596 6FB4 澴Ii-。

高三物理一轮复习实验专题(11)传感器的简单使用导学案新人教版

实验十一传感器的简单使用一、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．其工作过程如图1所示：图1三、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、实验过程1．研究热敏电阻的热敏特性(1)实验步骤①按图2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，图2并记录．(2)数据处理①根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性.次数待测量温度(℃)电阻(Ω)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．图32．研究光敏电阻的光敏特性(1)实验步骤①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图4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；图4③接通电源，让小灯泡发光，调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；④用手掌(或黑纸)遮住光，观察光敏电阻的阻值又是多少，并记录．(2)数据处理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).五、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零．六、实验改进对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：如图5所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下图5述操作过程中指针的偏转情况：操作一：往R T上擦一些酒精．图6操作二：用吹风机将热风吹向电阻．根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性．实验分析：1．操作一中指针左偏，说明R T的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大．2．操作二中指针右偏，R T的阻值减小，而电阻R T温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．优点：改进后的实验简单易操作，同学们能很快得出结论.考点一热敏电阻的实际应用例 1 (2010·新课标全国·23)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6所示，图中的电压表内阻很大．R L的测量结果如表格所示.温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/Ω54.351.548.344.741.437.934.7(1)根据图6所示的电路，在图7所示的实物图上连线．图7(2)为了检验R L与温度t之间近似为线性关系，在图8所示的坐标纸上作R L－t关系图线．图8(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图9、10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9 图10考点二光敏电阻传感器例2 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0，照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电图11磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图11所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号；灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号；保护电阻R2，符号；电磁开关，符号；蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为200 Ω,励磁线圈允许加的最大电压为______V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．答：___________________________________________________________________.③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子．答：___________________________________________________________________.1．在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的 ( ) A．压敏性 B．光敏性C．热敏性 D．三种特性都利用2．如图12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．电压表的示数增大B．R2中电流减小图12C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大3．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13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．图13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成正比D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比4．一台臭氧发生器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，在黑图14 暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R 1对它进行控制，R 1的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω，允许通过的最大电流为3 mA ；电源E 的电压为36 V ，内阻不计；另有一个滑动变阻器R 2，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R 1的符号如图14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)5．(2010·大纲全国理综Ⅱ·23)如图15所示，一热敏电阻R T 放在控温容器M 内；为毫安表，量程6 mA ，内阻为数十欧姆；E 为直流电源，电动势约为3 V ，内阻很小；R 为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S 为开关．已知R T 在95 ℃时的阻值为150 Ω，图15 在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95 ℃～20 ℃之间的多个温度下R T 的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a ．依照实验原理电路图连线．b ．调节控温容器M 内的温度，使得R T 温度为95 ℃.c ．将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．d ．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I 0，并记录____________．e ．将R T 的温度降为T 1(20 ℃＜T 1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数_____，记录______________．f ．温度为T 1时热敏电阻的电阻值R T1＝__________.g ．逐步降低T 1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e 、f.答案例1 (1)、 (2)根据数据描出点，作出直线；(3)115 mA 5.00 V43．5 Ω64.0 °C例2 (1)电路原理图见解析(2)①20160～320 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开．③电磁起重机随堂训练1．B2．ABC3．B4．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．电路图如下：5．(1)实验原理电路图，如图所示(2)d.电阻箱的读数R0e．仍为I0电阻箱的读数R1f．R0－R1＋150 Ω。