2019版高考物理總復(fù)習(xí)第十一章交變電流傳感器實(shí)驗(yàn)十二傳感器的簡(jiǎn)單使用學(xué)案

1、實(shí)驗(yàn)十二 傳感器的簡(jiǎn)單使用、研究熱敏電阻的熱敏特性、研究光敏電阻的光敏特性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理緊抓教材落實(shí)基礎(chǔ)f實(shí)驗(yàn)原理-f實(shí)驗(yàn)器材卜閉合電略的歐姆定律”用歐姆表進(jìn)行測(cè) 鈕利觀察NTE熱敏電阻*多用電表+溫度計(jì)，饒杯、涼水和熱水心）按圖所示連接好電路，將熱顒電阻絕 緣處理應(yīng)）把滾府電態(tài)國(guó)于“歐姆”畫.并選擇 適出的靖程測(cè)岀燒林中沒冇熱水時(shí)熱敏 電徂的阻值.并記卜溫麼計(jì)的示數(shù)（.旳向燒杯屮注入少竜的播水、使熱敏迪 阻屁汽在待水屮記卜亠溫度片的示數(shù)和 多用電表測(cè)址的熱敏電阻購(gòu)阻口將熱水分幾次注入燒杯中,測(cè)出不同 偶處下恐敏屯阻的阻值.井記錄數(shù)據(jù)業(yè)理一在如圈坐標(biāo)系中粗略崗出熱蠟電阻的 阻值腿溫度變化的圖線,

2、_-_,熱墩電阻的阻值隨溫度的升高而減少 實(shí)驗(yàn)結(jié)論-隨溫度的降低而増犬.半甲體熱航也阻也町以用作溫度傳感器2光敏電阻，冬ttl屯表、小燈泡,滑動(dòng)變阻器、 辱線將光敏電阻、多用電表-小燈泡、滑 動(dòng)變RI鵡如卻所示連按好電路*K11參用電表置于mxr擋 先測(cè)出準(zhǔn)空內(nèi)自然光的照射I光敏 電阻的阻值，井記錄數(shù)據(jù)口打開電源.讓小燈泡岌光.凋節(jié)小 燈泡的亮度使之逐漸變克.觀嫖崔盤 指汁顯示電阻阻值的情況、并記杲J敎據(jù)處理-根據(jù)記錄蠶據(jù)分析洸敏電阻的特性光敏電R1在暗環(huán)境F電吧值很大*強(qiáng)光照 射下電齟値很小光瞰電齟泄酸把光照強(qiáng)弱這0光哮書轉(zhuǎn)題 為電阻這個(gè)電學(xué)肢注意事項(xiàng)1.在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開水后要等一會(huì)兒再

3、測(cè)其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同 時(shí)讀出水溫。2.光敏實(shí)驗(yàn)中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過蓋上小孔改 變射到光敏電阻上的光的多少。3.歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零。實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)突破!ti“: if : “豐薙粧荼于客輩岳彼f熱點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)【例 1】利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高。（1）如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變 _（填“大”或“小”）。上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度

4、刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度。如果刻度盤正中的溫度為 20C（如圖 1 甲所示）,則 25C的刻度應(yīng)在 20C的 刻度的_（填“左”或“右”）側(cè)。裡原理J-閉合電略的歐姆定律*用歐姆表進(jìn)行測(cè)呈 和規(guī)察（4】測(cè)鋰用戶知哎黑紙鹿光時(shí)的電阻 值,并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)器材卜屮乙3圖 1（3）為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度變化，請(qǐng)用圖乙中的器材（可增加元器件）設(shè)計(jì)一個(gè)電路。解析 因?yàn)樨?fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時(shí)，電阻增大。故電路中電流會(huì)減小。（2）由（1）的分析知，溫度越高，電流越大，25C的刻度應(yīng)對(duì)應(yīng)較大電流，故在20C的刻度的右側(cè)。（3）如圖所示。配右粘度刻度的電流表-熱皺電

5、阻 -r答案?。?）右（3）見解析【變式訓(xùn)練 1】為了研究光敏電阻在室內(nèi)正常光照射和室外強(qiáng)光照射時(shí)電阻的大小關(guān)系，某同學(xué)用如圖 2 甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出兩種UI圖線，如圖乙所示。圖 2（1）根據(jù)UI圖線可知正常光照射時(shí)光敏電阻的阻值為 _Q,強(qiáng)光照射時(shí)電阻為_ Q ;若實(shí)驗(yàn)中所用電壓表的內(nèi)阻約為5 kQ,毫安表的內(nèi)阻約為 100Q，考慮到電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，此實(shí)驗(yàn)中 _ （選填“正常光照射時(shí)”或“強(qiáng)光照射時(shí)”）測(cè)得的電阻誤差較大。若測(cè)量這種光照下的電阻，則需將實(shí)物圖中毫安表的連接方式采用 _ （選填“內(nèi)接”或“外接”）法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確。4解析（1）光敏電阻的阻值隨光照的

6、增強(qiáng)而減小，結(jié)合圖乙知正常光照射時(shí)R=U=I12.4 VU20.8 V0.8X10 -3A=3 000Q，強(qiáng)光射時(shí) 艮=匚=4.0X10 -3A=200。 實(shí)驗(yàn)電路采用的是毫安表內(nèi)接法，測(cè)得的結(jié)果比真實(shí)值偏大，當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于毫安表電阻時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差較小，所以強(qiáng)光照射時(shí)誤差較大；強(qiáng)光照射時(shí)采用毫安表外接法實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為5準(zhǔn)確。答案（1）3 000200（2）強(qiáng)光照射時(shí) 外接熱點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新【例 2】（2016 全國(guó)卷I,23）現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電 阻的溫度達(dá)到或超過 60C時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器（內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警），電阻箱（

7、最大阻值為 999.9Q），直流電源（輸出電壓為U,內(nèi)阻不計(jì)），滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為 1 000 Q ），滑動(dòng)變阻器 R（最大阻值為 2 000 Q ），單 刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，已知U約為 18 V,lc約為 10 mA;流過報(bào)警器的電流超過20 mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60C時(shí)阻值為 650.0Qo（1）在圖 3 中完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。熱敏業(yè)阻電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器 _ （填“R”或“ R ）o（3）按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng):1電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為_Q ;滑動(dòng)

8、變阻器的滑片應(yīng)置于 _ （填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是2_將開關(guān)向（填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至（4）保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。解析（1）電路圖如答案圖。UU=18 V,通過報(bào)警器的電流 10 mACIcw20 mA 故電路中總電阻R=，即 900QRc1Ic800Q，故滑動(dòng)變阻器選氐電源滑動(dòng)變6熱敏電阻為 650.0Q時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警，電阻箱的阻值也應(yīng)為650.0Q，實(shí)驗(yàn)調(diào)試時(shí)，將開關(guān)置于c端，緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直到報(bào)警器開始報(bào)警。為防止通過報(bào)警器電流過大，造成報(bào)警器燒壞，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片置

9、于b端。7R2（3）650.0b接通電源后，流過報(bào)警器的電流會(huì)超過20 mA,報(bào)警器可能損壞c報(bào)警器開始報(bào)警【變式訓(xùn)練 2】（2017 江蘇單科，11）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置，實(shí)驗(yàn)原 理電路圖如圖 4 甲所示，繼電器與熱敏電阻R、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當(dāng)繼電器的電流超過 1 5 mA 時(shí)，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20Q,熱敏電阻的阻值R與溫度t的關(guān)系如下表所示。t/C30.040.050.060.070.080.0R/Q199.5145.4108.181.862.949.1（1）提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源 E（3 V,內(nèi)阻不計(jì)）、電源呂（6 V,

10、內(nèi)阻不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器R（0200 Q ）、滑動(dòng)變阻器 艮（0500 Q）、熱敏電阻Ft、繼電器、電阻箱（0999.9 Q）、開關(guān) S 導(dǎo)線若干。為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)3080C之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用 _ （選填“E”或“巳”），滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用_（選填“R”或“ R/）。圖 4（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路不工作。 某同學(xué)為排查電路故障， 用多用電表測(cè)量各接點(diǎn)間的電壓，則應(yīng)將如圖乙所示的選擇開關(guān)旋至 _ （選填“A”、“B、“C”或“D）。（3）合上開關(guān) S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查。在圖甲中，若只有b、c間斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)答案（1）如圖所示T1-很警狀電源1L=Lr|i pt-JfE,K準(zhǔn)電器|

11、l/丿衛(wèi)L i？熱觸電阻甲8表筆接入a b時(shí)指針_（ 選 填 “ 偏 轉(zhuǎn) ” 或 “ 不 偏 轉(zhuǎn) ”）， 接 入a c時(shí) 指 針_ （選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。 排除故障后，欲使銜鐵在熱敏電阻為_。(填寫各步驟前的序號(hào))1將熱敏電阻接入電路2觀察到繼電器的銜鐵被吸合3斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除4合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值5斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1Q解析(1)為保持繼電器的靈敏度，即電路中的電流易超過15 mA,應(yīng)選電動(dòng)勢(shì)大的電源E2；E2當(dāng)溫度為 80C時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為R=-R= 350.9Q,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R。(2) 因電路中有電源，

12、排查電路故障應(yīng)選用多用電表的直流電壓擋，故選C。(3) 只有b、c間斷路，表筆接入a、b間時(shí)，電表與電源之間形不成閉合電路，則電表指針不偏轉(zhuǎn)，表筆接入a、c間時(shí)，能形成閉合電路，電表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。欲使銜鐵在 50C被吸合，由表中數(shù)據(jù)可知，此時(shí)熱敏電阻的阻值為108.1Q,操作步驟應(yīng)是先斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1Q,閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察繼電器的銜鐵被吸合，然后斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除，再將熱敏電 阻接入電路原位置，故步驟順序應(yīng)為答案 E2R(2)C(3)不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn)(4) 高考模抑演練I對(duì)接離君亨演練提升:1.(2018 平頂山模擬)傳感器是一種采

13、集信息的重要器件。如圖5 所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動(dòng)電極，組成一個(gè)電容大小可變的電容器?？蓜?dòng)電極兩端固定，當(dāng)待測(cè)壓力施加在可動(dòng)電極上時(shí)，可動(dòng)電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容?，F(xiàn) 將此電容式傳感器與零刻線在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)，組成閉合電路，已知電流從電 流表正接線柱流入時(shí)指50C時(shí)被吸合，下列操作步驟的正確順序是9針向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí)()圖 5A.電容器的電容將減小B. 靈敏電流表指針在正中央零刻線處C. 靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D. 靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn)FrS解析 當(dāng)待測(cè)壓力增大時(shí)，電容器板間距離減小，由o= 4nkd知，電容器的電容增大，選項(xiàng)

14、A 錯(cuò)誤；由于電容器與電源相連，故電壓U不變，由 Q=CU知，電容器的電荷量將增加，即電容器需充電，故電流從電流表的正接線柱流入，指針將向右偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng) B C 錯(cuò)誤，D 正確。答案 D2.如圖6所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的IU關(guān)系曲線圖。圖 6(1)為了通過測(cè)量得到如圖6 所示IU關(guān)系的完整曲線，如圖7 所示的 a 和 b 兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖 _ ，簡(jiǎn)要說(shuō)明理由： _(電源電動(dòng)勢(shì)為 9 V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值為0100Q)圖 710(2)在圖 c 所示的電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為 70 mA,定值電阻R= 250Q。則熱敏電阻兩端的電壓為 _V;電阻F2的阻值為 _