2019届高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 实验十二 传感器的简单使用
2019课标通用高考物理复习第十一章 实验十二 传感器的简单使用
(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)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③①
(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
[集训冲关] 1．(2018·广东佛山一中模拟)如图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化
的关系，图中R0表示0 ℃时的电阻，K表示图线的斜率。若用该电 阻与电池(E，r)、电流表Rg、变阻器R′串连起来，连接成如图乙 所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相 应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻测温计”。 (1)实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若 温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的______侧(填“左”或“右”)。
2019年高考物理一轮复习第11章交变电流传感器实验12传感器的简单应用习题新人教版.docx
第十一章实验传感器的简单应用1. （2016 •浙江理综）如图所示为一种常见的身高体重测量仪。
测量仪顶部向下发射波 速为y 的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。
质量为屈的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。
当测 重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为妇 输出电压为弘 某同学站上测重台，测量仪记录的吋间间隔为t.输出电压为则该同学的身高和质量分别为导学号21992755［解析］设测量仪高度和人的身高分别为〃和力，根据题意，没有站人时有/匸诗，站 得力=字内又由传感器输出的电压与作用在其上的压力成正比，则没 有站人时仇=盹,站人时〃=他+/〃）&,得刃=¥（〃一弘），故D 项正确。
2. （2016 •北京理综）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。
如图为某种热敏电 阻和金属热电阻的阻值斤随温度十变化的示意图。
由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导 电能力增强（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 影响更 敏感（选填“敏感”或“不敏感”）。
|导学号219927562年高考模拟M•2-NIAN-GA0-KA0-M0-NIA. r( to — t), —U C. r( to — t),仏B.》(£o —Z),D. t), /((J-LI)人时有〃一力=扌,［解析］由图可知，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。
3.（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1 所示，继电器与热敏电阻R,、滑动变阻器斤串联接在电源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。
继电器的电阻约为20 Q,热敏电阻的阻值凡与温度Z的关系如下表所示。
|导学号21992757t/°C30. 010. 050. 060. 070. 080.0RJQ199. 5145.410& 162.949. 181.8（1）提供的实验器材有：电源5（3 V,内阻不计）、电源层（6 V,内阻不计）、滑动变阻器用（0〜200Q）、滑动变阻器局（0〜500Q）、热敏电阻心继电器、电阻箱（0〜999.9 Q）、开关S、导线若干。
《高考领航》2019年高考物理大一轮复习课时规范训练：第11章-实验12传感器的简单使用 Word版含解析
高效演练 跟踪检测1．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的．如图甲所示，电源的电动势E ＝9.0 V ，内阻不计；G 为灵敏电流计，内阻R g 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻值与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 ；电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是________℃.解析：E ＝I(R ＋R g )代入I 1＝2 mA 得 R g ＝0.5 k Ω代入I 2＝3.6 mA 得R ＝2 k Ω 读图可得温度为120 ℃. 答案：1202．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 ，取g ＝10 m/s 2.请作答：(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 ＝U R ＝4.8300A ＝1.6×10－2A.(2)当电流I′＝20 mA ＝2×10－2A 时，压力传感器的电阻R′＝U I′＝ 4.82×10－2 Ω＝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)503．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________(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．(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)电路如图所示．答案：(1)小(2)右(3)见解析图4．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简单恒温箱温控电路，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池的电动势E＝9.0 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B”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．(2)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 ＝Er ＋R ＋R′，r 为继电器的电阻．由题图可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R′＝EI－(r ＋R)＝260 Ω.答案：(1)A 、B 端 (2)2605．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＝ER 1＋R 3＋r R 3U 2＝ER 2＋R 3＋rR 3解得E ＝10 V ，r ＝5 Ω. 答案：10 V 5 Ω6．如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I －U 关系曲线图．(1)为了通过测量得到如图所示I －U 关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：____________________.(电源电动势为9 V ，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)(2)在如图所示电路中，电源电压恒为9 V ，电流表读数为70 mA ，定值电阻R 1＝250 Ω.由热敏电阻的I －U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V ；电阻R 2的阻值为________ Ω.解析：(1)应选择图甲，因为图甲电路电压可从0 V 调到所需电压，电压调节范围大．(2)由题图知R 2与热敏电阻串联后与R 1并联接在9 V 电源上，总电流I ＝70 mA ，R 1＝250 Ω.设通过热敏电阻的电流为I 2，通过R 1的电流为I 1，则I ＝I 1＋I 2，故I 2＝I －I 1＝⎝⎛⎭⎪⎫70－9250×103mA ＝34 mA.由图象查得34 mA 对应的电压为5.0 V ，R 2两端电压U 2＝9 V －5.0 V ＝4.0 V ，所以R 2＝4.0 V34×10－3A＝117.6 Ω. 答案：(1)甲 因为甲电路电压可从0 V 调到所需电压，电压调节范围大 (2)5.0 117.6。
2019届高考物理一轮复习实验微课十二传感器的简单应用课件
(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．
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．
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，并同时读出水温和电压、电流值． 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．
【解析】 (1)电路连线如答案图． (2)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，可知外电阻的 取值范围大约是20×1810－3 Ω＝900 Ω≤R≤10×1810－3 Ω＝1 800 Ω；报 警器的电阻是 650.0 Ω，所以滑动变阻器的取值范围在 250 Ω 到 1 150 Ω 之间，所以滑动变阻器应该选 R2. (3)①本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻， 所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在 60 ℃时阻 值为 650.0 Ω；为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过 20 mA， 报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于 b 端；
•实验微课(十二) 传感器的简单应用
考点考级 温度传感器 及应用(Ⅰ) 光传感器的
应用(Ⅰ)
力传感器应 用实例(Ⅰ)
命题点
命题点1：热敏电阻特性及应用 命题点2：控制电路的设计
命题点1：光敏电阻特性及应用 命题点2：控制电路的设计
命题点1：力传感器的应用实例之 一——电子秤 命题点2：力传感器的应用实例之 二——车辆简振性能测量仪 命题点3：力传感器的应用实例之 三——“压阻效应”现象的研究
高考物理一轮复习 12 传感器的简单使用
取夺市安慰阳光实验学校课时跟踪检测五十二实验12 传感器的简单使用【基础过关】1．(山东寿光现代中学月考)度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是( )A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C三个说法均正确；交流、直流均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．答案：D2．(陕西西安检测)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内电阻不计；G为灵敏电流计，内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与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I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是________℃.解题思路：结合图象和闭合电路欧姆定律求解．解析：从题图乙查得t＝20 ℃时，R的阻值为4 kΩ，由E＝I1(R＋R g)得R g＝EI1－R＝92kΩ－4 kΩ＝0.5 kΩ.当I2＝3.6 mA时，设热敏电阻的阻值为R′，则R′＝EI2－R g＝93.6kΩ－0.5 kΩ＝2 kΩ，从题图乙查得此时对应的温度t2＝120 ℃.答案：1203．(河南顶级名校摸底)传感器担负着信息采集的任务，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)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻R t作为传感器制作的简单自动器原理图．则(1)为了使温度过高时器铃响，开关应接在________(填“a”或“b”)端．(2)若使启动的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________(填“左”或“右”)移动．解析：温度升高时，热敏电阻阻值减小，题图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使器所在电路接通并，开关应接a端．要实现温度更高时，即热敏电阻阻值更小时才将器电路接通，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即P向左移动．答案：(1)a(2)左【提升过关】实验题1. (河南洛阳一中周练)如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；A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，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20 ℃～95 ℃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的温度为95 ℃.c．将电阻箱调到适当的阻值，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I0，并记录______________________．e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录__________________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值，直到20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e、f.解析：(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等，95 ℃和20 ℃时对应的电路的电阻相等，有150＋R0＝R T＋R1，即R T＝R0－R1＋150 Ω.答案：(1)如图所示(2)电阻箱的读数R0仍为I0电阻箱的读数R1R0－R1＋150 Ω2．(安徽皖江名校联盟月考)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 ℃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 ℃刻度的右侧．(3)如图所示．答案：(1)小(2)右(3)见解析3．(吉林一中期末)小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电路的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1＝3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30 Ω.当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象．(1)由图乙可知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻阻值为________Ω.当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________，继电器的磁性将________(后两空均填“增大”“减小”或“不变”)；(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D 应与接线柱________相连(均填“A”或“B”)；(3)图甲中线圈下端P的磁极是________(填“N”或“S”)极；(4)请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃．解析：(1)分析题乙图，找到热敏电阻40 ℃对应的阻值为70 Ω，并且分析图象发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大．(2)由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B 相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连．(3)由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极．(4)当线圈中的电流I＝50 mA＝0.05 A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃．控制电路的总电阻R总＝U1I＝30.05Ω＝60 Ω，热敏电阻R＝R 总－R0＝60 Ω－30 Ω＝30 Ω.由题图乙可知，此时t＝78 ℃，所以当温度t≥78 ℃时，警铃．答案：(1)70 Ω减小增大(2)B A(3)S (4)见解析4．(课标全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻控制的系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统．提供的器材有：热敏电阻，器(内阻很小，流过的电流超过I c时就会)，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；流过器的电流超过20 mA时，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，系统即可正常使用．解析：由实验目的可知在常温下调好装置，进而进行温控，故开关c路的电阻箱与开关d路的热敏电阻应在不同状态串联接入电路，如图所示．根据电路的电流(10～20 mA)可得电阻范围(900～1 800 Ω)，得到滑动变阻器选R2.电路接通前调节电阻箱使其阻值等于器状态的电阻值650.0 Ω.为了保护电路中的器，开关闭合前电路中电流必须较小，滑片置于b端．答案：(1)连线如图所示(2)R2(3)①650.0 b接通电源后，流过器的电流会超过20 mA，器可能损坏②c器开始。
2019版高考物理一轮复习 实验十二 传感器的简单使用
K12教育课件
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【规范解答】(1)当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,此时 继电器的衔铁与AB部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以该把 恒温箱内的加热器接在A、B 端。
K12教育课件
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(2)当温度达到100 ℃时,加热电路就要断开,此时继电
器的衔铁要被吸合,即控制电路的电流要到达20 mA,根
K12教育课件
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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。
光照强度 弱 中 强 无光照射 阻值/Ω
K
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、电压和电流值。 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。
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2.(2018·开封模拟)如图甲所示是一种常用的力传感器,它是利用金属电阻应变片将力的 大小转换为电阻大小变化的传感器。常用的力传感器由金属梁和应变片组成,且力F越 大,应变片弯曲程度越大,应变片的电阻变化就越大,输出的电压差ΔU=|U1-U2|也就越大。 已知传感器不受压力时的电阻约为19 Ω,为了准确地测量该阻值,设计了以下实验,实验 原理图如图乙所示。
U= E,联立得:a= (E-2U)。
Lx 2
kL
L
mE
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(2)由加速度的表达式可知,a与U是线性关系,所以加速 度仪的刻度盘是均匀的,当变阻器触片滑到最右端时电 压表的读数等于电源的电动势E,得到电压表指针指在 满刻度的 位置时电压值为U= E。
2019版高考物理总复习 实验创新增分 专题十二 传感器简单使用学案
实验十二传感器简单使用一、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．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。
考点1 基础实验[例1] 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)。
某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表：照度(lx).2.4.6.81.01.2电阻(kΩ)7542823218(1)根据表中数据，请在如图甲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。
(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)描绘图象应注意：各点均匀分布在图线两侧，且图线应用平滑曲线，而不能只是各点的连线。
光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图a所示，电阻的阻值随光照度的增大而减小。
(2)根据串联电阻的正比分压关系，E ＝3 V ，当照度降低至1.0 lx 时，其电压升至2 V ，由图线a 知，此时光敏电阻R P ＝20 kΩ，U R P ＝2 V ，则串联电阻分压U R ＝1 V ，由U R P U R ＝R PR＝2得R ＝R P2＝10 kΩ，故选定值电阻R 1，电路原理图如图b 所示。
高考物理一轮复习：实验十二 传感器的简单使用精品课件
5.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；
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__. 解析 用电阻箱替代热敏电阻进行调试，应将开关向c端闭合，开关闭合后要 减小电路中的电阻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.
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. 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.
(1)在图4中完成待调节的报警系统原理电路图的连线.
图4 答案 见解析图
(2)电路中应选用滑动变阻器_R__2 (填“R1”或“R2”). 解析 当电路中电流 Ic＝10 mA 时，根据闭合电路欧姆定律有 Ic＝ U ，解得 R 总
R总 ＝1 800 Ω，此时热敏电阻的阻值为 650 Ω，则滑动变阻器的阻值为 1 150 Ω， 所以滑动变阻器选 R2.
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2019届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升实验十二传感器的简单使用【基础题组】
1.(多选)(2017·广州模拟)美国科学家Willard S·Boyle与George E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖。
CCD是将光学量转变成电学量的传感器。
下列器件可作为传感器的有( )
A.发光二极管
B.热敏电阻
C.霍尔元件
D.干电池
【解析】选B、C。
传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量的元件。
发光二极管是电学元件,是电能转换成光能的元件,不是传感器,A错误;干电池是一种电源,不是传感器,D错误;热敏电阻受热时,其电阻会发生变化,能把热学量转换成电学量,是传感器,B正确;霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成电压这个电学量,是传感器,C正确。
2.(2017·平顶山模拟)传感器是一种采集信息的重要器件。
如图所示是一种测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。
可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容。
现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联,组成闭合电路,已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。
当待测压力增大时( )
A.电容器的电容将减小
B.灵敏电流表指针在正中央零刻线处
C.灵敏电流表指针向左偏转
D.灵敏电流表指针向右偏转
【解析】选D。
当待测压力增大时,电容器板间距离缩小,由C=知,电容器的电容增大,A错误;由于电容器与电源相连,故电压U不变,由Q=CU知,电容器的电荷量将增加,即电容器需充电,故电流从电流表的正接线柱流入,指针将向右偏转,B、C错误,D正确。
3.如图所示,理想变压器的原线圈接有交变电压U,副线圈接有光敏电阻R1(光敏电阻随光照强度增大而减小)、定值电阻R2。
则( )
A.仅增强光照时,原线圈的输入功率减小
B.仅向下滑动P时,R2两端的电压增大
C.仅向下滑动P时,R2消耗的功率减小
D.仅增大U时,R2消耗的功率减小
【解析】选B。
当光照增强时,光敏电阻的电阻值减小,故变压器的输出功率增加,输入功率也增加,A错误;当滑动触头P向下滑动时,原线圈匝数减小,根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压变大,由P=知R2消耗的功率也变大,故B对,C错误;当U增大时,变压器的输出电压增大,R2消耗的功率也变大,D错误。
【能力题组】
4.如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。
导学号42722250
(1)为了通过测量得到如图所示I-U关系的完整曲线,如图所示的a和b两个电路中应选择的是图______,简要说明理由: _____________________________。
(电源电动势为9V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0～100Ω)
(2)在图c所示的电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=
250Ω。
则热敏电阻两端的电压为__________V;电阻R2的阻值为__________Ω。
【解析】由于图中要求测量多组数据,所需电压调节范围较大,且从零开始变化,所以应选用分压电路,即图a;根据欧姆定律可以先求出R1的电流I1=36mA,所以热敏电阻和R2电流为I2=I-I1=34mA,由图可读出热敏电
阻在34mA时的电压为5.2V,则R2两端电压为3.8V,即可求出R2=111.8Ω。
答案:(1)a 电压可从0V调到所需电压,调节范围较大(2)5.2 111.8(111.6～112.0均可)
5.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材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量。
热敏电阻阻值随温度变化的图象如图甲所示,图乙是由热敏电阻R t作为传感器制作的简单自动报警器线路图。
问: 导学号42722251
(1)为了使温度过高时报警器铃响,c应接在________(选填“a”或“b”)。
(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片P向________(选填“左”或“右”)移动。
(3)如果在调试报警器达到最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路实际不能工作的原因可能是___________________________。
【解析】(1)温度过高时,热敏电阻阻值很小,左边电路电流很大,螺线管产生的强磁场使竖直金属片与a接触,此时报警器工作,则c应接触a才能使电路接通。
(2)使启动报警的温度提高些,即要求温度更高时竖直金属片与a接触,而温度更高时热敏电阻更小,要使电流不至于过早变大而报警,则应增大滑动变阻器的电阻,故滑动变阻器滑片P向左移动。
(3)在最低报警温度时不能报警,说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触。
这可能由多种原因造成,如①电源提供的电流太小,导致电磁铁的磁性太弱;②弹簧的劲度系数太大,电磁铁的吸引力小于弹力等。
答案:(1)a (2)左(3)电源提供的电流太小,导致电磁铁的磁性太弱或弹簧的劲度系数太大
6.(2017·泉州模拟)目前有些居民区内,楼道灯的控制使用的是一种延时开关。
该延时开关的简化原理如图所示。
图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K为控钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当按下K接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合。
这时释放K后,延时开关S约在1min后断开,电灯熄灭。
根据上述信息和原理图,我们可推断:
按钮开关K按下前,发光二极管是__________(选填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约__________min。
这一过程中发光二极管是__________。
限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比,应满足R__________R L的条件。
【解析】开关K按下前,S为断开,有电流经过发光二极管,故发光二极管是发光的。
当按下开关K后,延时开关S闭合,二极管和K被短路,二极管不发光,由于延时开关S约1min后断开,故电灯L能持续发光1min,由于R为限流电阻,且二极管只要有很小的电流通过就能发光,故应满足R≫R L。
答案:发光的 1 熄灭的≫。