《高考備考指南 物理 》課件-實(shí)驗(yàn)十一　傳感器的簡(jiǎn)單使用

交變電流傳感器第十一章

實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單使用(本實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)用書P248)欄目導(dǎo)航01知識(shí)

梳理查漏02題點(diǎn)

各個(gè)擊破知識(shí)梳理查漏1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解傳感器的工作過(guò)程，探究敏感元件的特性.2.學(xué)會(huì)傳感器的簡(jiǎn)單使用.二、實(shí)驗(yàn)器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等.三、實(shí)驗(yàn)步驟1.研究熱敏電阻的熱敏特性(1)將熱敏電阻放入燒杯中的水中，測(cè)量水溫和熱敏電阻的阻值(如圖甲所示)并記錄.(2)多次改變水的溫度，測(cè)量水的溫度和熱敏電阻的阻值并記錄在表格中.2.研究光敏電阻的光敏特性(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動(dòng)變阻器連接好(如圖乙所示)，其中多用電表置于“×100”Ω擋.(2)先測(cè)出在室內(nèi)自然光照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù).(3)打開(kāi)電源讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，并觀察表盤指針顯示光敏電阻阻值的變化情況并記錄.(4)用手掌(或黑紙)遮光，并觀察表盤指針?biāo)@示電阻阻值的變化情況并記錄.四、注意事項(xiàng)1.在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí)，加開(kāi)水后要等一會(huì)兒再測(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(guò)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.題點(diǎn)各個(gè)擊破2命題點(diǎn)一教材標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)變形例1

(2021年廣東卷)某小組研究熱敏電阻阻值隨溫度變化的規(guī)律.根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要已選用了規(guī)格和量程合適的器材.(1)先用多用電表預(yù)判熱敏電阻阻值隨溫度變化的趨勢(shì).選擇適當(dāng)倍率的歐姆擋，將兩表筆________，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向右邊“0Ω”處.測(cè)量時(shí)觀察到熱敏電阻溫度越高，相同倍率下多用電表指針向右偏轉(zhuǎn)角度越大，由此可判斷熱敏電阻阻值隨溫度的升高而__________.

減小短接(2)再按下圖連接好電路進(jìn)行測(cè)量.①閉合開(kāi)關(guān)S前將滑動(dòng)變阻器R1的滑片滑到______(填“a”或“b”)端.將溫控室的溫度設(shè)置為T，電阻箱R0調(diào)為某一阻值R01.閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到某一位置，記錄此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)、T和R01.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，再將電壓表與熱敏電阻C端間的導(dǎo)線改接到D端.閉合開(kāi)關(guān)S，反復(fù)調(diào)節(jié)R0和R1使電壓表和電流表的示數(shù)與上述記錄的示數(shù)相同，記錄此時(shí)電阻箱的阻值R02.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.

②實(shí)驗(yàn)中記錄的阻值R01________(填“大于”“小于”或“等于”)R02，此時(shí)熱敏電阻阻值RT=________.

R01-R02大于b

【解析】(1)選擇倍率適當(dāng)?shù)臍W姆擋，將兩表筆短接，歐姆表指針向右偏轉(zhuǎn)的角度越大，則阻值越小，可判斷熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小.(2)①閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R1的阻值調(diào)到最大，即將滑片滑到b端.②因兩次電壓表和電流表的示數(shù)相同，R01=R02+RT，即RT=R01-R02，可知R01大于R02.1.圖甲為熱敏電阻的R-t圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為10Ω.當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池電動(dòng)勢(shì)E=9.0V，內(nèi)阻可以不計(jì)，圖乙中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源.求：(1)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，可變電阻R'的值應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi)_______Ω.

(2)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”).

350A、B端

2.(2020年全國(guó)卷Ⅲ)已知一熱敏電阻的溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆.某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度變化的關(guān)系，所用器材有電源E、開(kāi)關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)、電壓表(可視為理想電表)和毫安表(內(nèi)阻約為100Ω).(1)在下圖所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖.如圖所示(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值.若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時(shí)熱敏電阻的阻值為_(kāi)_______kΩ(保留2位有效數(shù)字).實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖甲所示.

1.8

(3)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，測(cè)得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ.由圖甲求得此時(shí)室溫為_(kāi)_________________℃(保留3位有效數(shù)字).

(4)利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖乙所示，E為直流電源(電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻可忽略)，當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過(guò)6.0V便觸發(fā)報(bào)警器(圖中未畫出)報(bào)警.若要求開(kāi)始報(bào)警時(shí)的環(huán)境溫度為50℃，則圖中________(填“R1”或“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為_(kāi)_______kΩ(保留2位有效數(shù)字).

R1

25.6~26.0都可1.2

命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新遷移光電傳感器的主要部件是光敏電阻或光電管.光敏電阻是一種半導(dǎo)體元件，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，電阻較大，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，電阻變小，導(dǎo)電性能變好.光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，光敏電阻能夠把光照強(qiáng)度這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量.路燈的控制、鼠標(biāo)器、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等都是利用光電傳感器的原理設(shè)計(jì)的.例2某同學(xué)利用“非”門電路設(shè)計(jì)了一個(gè)路燈自動(dòng)控制門電路，天黑了讓路燈自動(dòng)接通，天亮了讓路燈自動(dòng)熄滅，如圖所示.圖中RG是一個(gè)光敏電阻，當(dāng)有光線照射時(shí)，光敏電阻的阻值會(huì)顯著減小.R是可調(diào)電阻，起分壓作用.虛線框內(nèi)為“非”門電路，它能將輸入的高壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘?hào)，或?qū)⒌蛪盒盘?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏盒盘?hào).J為路燈總開(kāi)關(guān)控制繼電器，它在獲得高電壓時(shí)才啟動(dòng)(圖中未畫路燈電路).(1)在圖中虛線框內(nèi)畫出“非”門符號(hào).(2)當(dāng)天黑時(shí)，RG變________，非門電路獲得________電壓，J得到________電壓.(均填“大”“小”或“高”“低”)

(3)如果路燈開(kāi)關(guān)自動(dòng)接通時(shí)天色還比較亮，現(xiàn)要調(diào)節(jié)自動(dòng)控制裝置使它在天色較黑時(shí)才自動(dòng)接通開(kāi)關(guān)，應(yīng)將R調(diào)________(填“大”或“小”)一些.

大低高大見(jiàn)解析圖【解析】(1)非門電路的符號(hào)如圖：(2)當(dāng)天黑時(shí)，光敏電阻增大，兩端間的電勢(shì)差增大，輸入非門的是低電壓，J得到的是高電壓.(3)為了讓路燈在天色更暗時(shí)才自動(dòng)接通開(kāi)關(guān)，應(yīng)使電阻R增大以使R分得的電壓變大，使非門電路的輸入端電壓變大，繼電器得到的電壓變低，路燈不被點(diǎn)亮.1.PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成.目前家用的陶瓷暖風(fēng)機(jī)、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的.PTC有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個(gè)溫度時(shí)，其電阻隨溫度的升高而減?。桓哂谶@個(gè)溫度時(shí)，電阻值則隨溫度的升高而增大.我們把這個(gè)設(shè)定的溫度叫“居里點(diǎn)溫度”.用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛.(1)家用固體電熱滅蚊器就是使用PTC陶瓷電熱組件制成的.圖甲為其電阻隨溫度變化的圖像.由圖可知，該P(yáng)TC材料的居里點(diǎn)溫度為_(kāi)_______℃.

100(2)家用固體電熱滅蚊器工作時(shí)的溫度基本恒定在165℃左右.若它的溫度高于165℃，電阻________，功率________，使其溫度________(以上均填變化情況)；反之，也能自動(dòng)調(diào)