2017届高三物理一轮复习 第10章 交变电流 传感器 实验11 传感器的简单使用课件
高考物理一轮总复习 必修部分 第10章 交变电流 传感器
2．正弦交变电流的产生和变化规律 (1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴 匀速转动 产生的电流是正弦交变电流。
(2)中性面 ①中性面： 线圈平面与磁感线垂直的位置 称为中性面。
②中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较
中性面
峰值面
含义
线圈平面与磁场方向垂直
线圈平面与磁场方向平行
A．在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大 B.在线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大 C.在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 D.在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
解析 线圈在中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小为 0，所以感应电流也最小为 0，所以 A 选项正确，B 选项错误。在与中性面垂直的瞬间，磁通量最小，感应电动势最大，所以感应电 流最大，C 选项正确，D 选项错误。
4．[描述交流电的物理量](多选)如图所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝矩形导线框，线框的边长 LAB＝0.3 m，LAD＝0.2 m，总电阻为 R＝0.1 Ω。在直角坐标系 xOy 中，有界匀强磁场区域的下边界与 x 轴 重合，上边界满足曲线方程 y＝0.2sin103πx m，磁感应强度大小 B＝0.2 T，方向垂直纸面向里。线框在沿 x 轴正方向的拉力 F 作用下，以速度 v＝10 m/s 水平向右做匀速直线运动，则下列判断正确的是( )
必考部分
第10章 交变电流 传感器
高考 高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式出现，但也出现过关于交变电流的计算
地位 题，试题的难度一般在中等偏下，分值在 6～10 分左右。
1.交变电流、交变电流的图 象 (Ⅰ) 2．正弦交变电流的函数表 考纲 达式、峰值和有效值(Ⅰ) 下载 3．理想变压器(Ⅱ) 4．远距离输电(Ⅰ) 实验十一：传感器的简单 使用
2017版高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器教参.
第十章 交变电流 传感器第1讲交变电流的产生及描述考纲下载：1.交变电流、交变电流的图象(Ⅰ) 2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能 1．交变电流及其产生和图象 (1)交变电流①定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
②图象：如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。
其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图甲所示。
(2)正弦交变电流的产生和图象①产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
②图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线。
如图甲、乙所示。
2．正弦式交变电流的描述 (1)周期和频率①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s )，公式T ＝2πω。
②频率(f)：交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数。
单位是赫兹(Hz )。
③周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T。
(2)正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)①电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m sin _ωt 。
其中ω等于线圈转动的角速度，E m ＝nBS ω。
②负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝U m sin _ωt 。
③电流i 随时间变化的规律：i ＝I m sin _ωt 。
(3)交变电流的瞬时值、峰值、有效值①瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。
②峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值。
③有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。
对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E ＝E m 2，U ＝U m2，I ＝I m 2。
巩固小练1．判断正误(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流。
(×)(2)线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。
2017届高三物理一轮复习 第十章 交流电 传感器 第3讲 传感器课件
解析
热敏电阻和 R2 串联后与 R1 并联，电流表测量干路电
流，已知电流表示数为 70 mA，通过 R1 的电流为 40 mA，所以 通过热敏电阻的电流 I＝ 70 mA－ 40 mA＝ 30 mA； 从图中可以看 出当通过热敏电阻的电流为 30 mA 时，热敏电阻两端的电压为 U 3 5 V，故 R2 的阻值为 R2＝ ＝ Ω＝100 Ω. I 30× 10－ 3 答案 5 100
【考题随练 2】
如图所示的电熨斗装有双金属片温度传感
器．这种传感器的作用是控制电路的通断．关于其控制温度的原 理，下列说法正确的有 ( )
A．双金属片上层的膨胀系数应小于下层 B．常温下 (温度较低时 )，两个触点间应该始终是断开的 C．熨烫棉麻衣物时需要较高的温度，因而要向下旋转调温 旋钮 D．在较高温度工作时，若突然断开电源，两触点也会接着 断开
正比”．本题综合性强，不仅要了解霍尔元件、掌握霍尔效应、 左手定则、欧姆定律和电功率等相关知识，对数学推理的能力提 出了较高要求．
请做：题组层级快练（四十）
规律·方法·技巧
高考调研一 一、力传感器的应用 1．工作原理
温度传感器
如图所示：弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表 面各贴一个应变片，在梁的自由端施力 F，则梁发生弯曲，上表 面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面的电阻 变小．力 F 越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大．如
R＋RL RL 2 RL I （ IL） 2 R IHαI R＋ RL R＋RL IHB UH ＝ k ＝k ＝ kα ＝ kα ＝ d d d d （ R＋ RL） IL2RL （R＋RL） kα ＝ kα PL， D 选项正确． R2d R2d 【答案】 CD
高三物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 实验十一 传感器的简单应用课件
[题组突破] 3．(多选) (2015·聊城模拟)如图实-11-7 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 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
图实-11-7
解析
4．(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件
图实-11-2
考查识图能力和数据处理方法
1根据R＝UI 求出不同温度下热敏电阻的阻值。 2由R-t关系图线找出R与t的函数关系式。 3本实验的主要误差来源于温度计和电压表的读数。
[题组突破]
1．(2015·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。如图实
电阻的温度是
()
A．60 ℃ C．100 ℃
图实-11-3 B．80 ℃ D．120 ℃
解析
2. (2016·北京四中三模)如图实-11-4 所示，一热敏电阻 RT 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 RT 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 RT 的阻值。
解析
考点二 光敏电阻的应用
[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 RP 在不同 照度下的阻值如下表：
2017高考物理一轮复习第10章交变电流传感器交变电流传感器基础课时27变压器远距离输电课件
由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多个副线圈时，U1I1＝ _U_2_I_2＋__U__3I_3_＋__…__＋__U__nI_n_。
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器，如图A、B所示。
(2)互感器电电压流互互感感器器：：把把高大电电压流变变成成__低小____电电____压流____，，如如图图CD所所示示。。
方法提炼 含有变压器的动态电路问题的解题思路：
【变式训练】 2.(多选)(2016·江西南昌质检)如图9所示的电路中，T为一降压式
自耦调压变压器。开始时灯泡L正常发光，现在电源电压U略降 低，为使灯L仍能正常发光，可采用的措施是( )
图9 A.将自耦调压变压器的滑片P适当上滑 B.将自耦调压变压器的滑片P适当下滑 C.适当增大滑动变阻器R2的阻值 D.适当减小滑动变阻器R2的阻值
【变式训练】 1.(2015·新课标全国卷Ⅰ，16)一理想变压器的原、副线圈的匝数
比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻， 原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图7所示。 设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻 消耗的功率的比值为k，则( )
图7
A.U＝66 V，k＝19
基础课时27 变压器 远距离输电
[知识梳理]
知识点一、理想变压器 1.构造和原理
(1)构造：如图1所示，变压器是由_闭__合__铁__芯__和绕在铁芯上的 _两__个__线__圈___组成的。
图1 (2)原理：电磁感应的互感现象。
2.基本关系式 (1)功率关系：_P_入_＝__P__出_。 (2)电压关系：_Un_11_＝__Un_2_2 _。 有多个副线圈时Un11＝__Un_22_＝__Un_3_3＝__…_。
高考物理一轮复习主题十交变电流传感器10_1_3实验：传感器的简单应用课件
光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻 阻值越小 .当传送带上没有物品挡住光信号时，光敏电阻阻值变 小，电路中电流变大.
[变式训练] (2017· 南京质检)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 R1 为光敏电阻，R2 为滑 动变阻器，R3 为定值电阻．当 R2 的滑片 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( )
主 题 十
交变电流
传感器
教材复习课
回归教材 落实双基
课时三
实验：传感器的简单应用
基础自主落实 J
自主预习 自我诊断
[知识梳理]
[知识诊断] 1．光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值 减小，光照减弱阻值增大(
[答案] √
)
2．金属热电阻的电阻率随温度的升高而减小(
[答案] ×
)
3．热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种．正温度系数 的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的 阻值随温度升高而减小(
(2) 用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为 ________mm；
(3) 该同学利用以下实验器材设计实验研究热敏电阻阻值随 温度的变化规律： A．热敏电阻(常温下约 300 Ω) B．温度计 C．电流表 A1(0～60 mA，约 10 Ω) D．电流表 A2(0～3 A，约 0.1 Ω) E．电压表 V(0～6 V，约 15 kΩ) F．滑动变阻器 R1(200 Ω，0.5 A) G．滑动变阻器 R2(5 Ω，2 A)
2017届高三物理一轮复习 第10章 交变电流 传感器 第1讲 交变电流的产生和描述课件
电流
考点一
试题
解析
1.(多选)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直 t1、t3 时刻感应电动势为
NO.1 梳理主干
于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势 零，线圈通过中性面，磁 e 随时间 t 的变化规律如图所示．下列说 通量最大但变化率为零， 法中正确的有( AC)
故 A、C 正确；t2 时刻， 感应电动势为最大值， 通 过线圈的磁通量为零， 故
考点二
试题
解析
3．如图所示为一个经双可控硅调节后加
NO.1 梳理主干
在电灯上的电压，正弦式交变电流的每一 个二分之一周期中，前面四分之一周期被 截去，则现在电灯上电压的有效值为 (D )
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
A．Um
Um B． 2
Um C. 3
Um D． 2
设电灯的阻值为 R， 正弦式交变 电压的有效值与峰值的关系是 Um U＝ ， 由于一个周期内半个周 2 期有交变电压， 一个周期内交变 Um2 2 T 电流产生的热量为 Q＝ R · 2 2 Um T ＝ ·， 设交变电压的有效值为 2R 2 U2 mT U，由电流热效应得 Q＝ · ＝ 2R 2 2 U T，所以该交变电压的有效值 R· Um U＝ ，D 正确． 2
第十章 | 交变电流 传感器
考点内容 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达式、 峰值和有效值 理想变压器 远距离输电
要求 ⅠⅠ Ⅱ Ⅰ
命题规律
复习策略
实验十一： 传感器的简单使用
(1)对交变电流的变化 规律，如交变电流瞬 时值表达式、交变电 流图象的考查； (2)对交变电流瞬时值 、峰值、有效值、平 均值的理解和计算； (3)对变压器的原理、 远距离输电的考查； (4)对含有变压器的动 态分析问题的考查
高考物理一轮复习第十章交变电流传感器实验十一传感器的简单应用教案
实验十一传感器的简单应用一、研究热敏电阻的热敏特性[基本要求][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.次数12345 6待测量温度(℃)电阻(Ω)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.[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.二、研究光敏电阻的光敏特性[基本要求][数据处理]把记录的数据填入下表中，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电阻(Ω)[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.[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进行欧姆调零.考向1 温度传感器的应用[典例1] (2016·新课标全国卷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.[解题指导] 从提供的单刀双掷开关可以看出，当开关与c接通时，应形成一个完整的电路，以便对系统进行调节.当调节完成后，只要将开关与d接通，就可以用于报警.由报警电流推算回路中的总电阻值，便可大致确定滑动变阻器的最小阻值，从而确定选用哪一个变阻器.[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＝UI c ＝1810×10－3Ω＝1 800 Ω，因此在电路中应选用最大阻值为2 000 Ω的滑动变阻器R2.(3)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，这一阻值为热敏电阻在60 ℃时的阻值，即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.[答案] (1)连线如图所示(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报警器开始报警考向2 光电传感器的应用[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).某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.8 1.0 1.2电阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，请在给定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)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图甲所示.特点：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小.甲乙(2)控制开关自动启动照明系统，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，即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，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 kΩ，即选用R1，电路原理图如图乙所示.[答案] 见解析考向3 其他传感器的应用[典例3] 利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等.图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的UI关系图线.甲乙丙(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(填“A”或“B”)；请在图乙的方框中画出该实验的电路图.(2)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，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)[典例4] (2017·北京海滨模拟)某种角速度计，其结构如图所示.当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号.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，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则( )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增大而减小C.弹簧的伸长量为x ＝m ωlk －m ω2D.输出电压U 与ω的函数式为U ＝Em ω2k －m ω2[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 的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中的电流保持不变，故A 、B 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 ＝m ω2(l ＋x )，又输出电压U ＝R BP R BC E ＝x l E ，联立两式得x ＝m ω2l k －m ω2，U ＝Em ω2k －m ω2，故C 错误，D 正确.[答案] D。
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解析
(1)由力的平衡知识 知 m0g m0g＝kx1， x1＝ k .
热点二
光敏电阻的特性及应用
热点三 创新实验设计
m0g k
热 点 热点一
热敏电阻的特性及应用
试题
如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的 滑动变阻器，阻值为 R，长度为 L，两边分别有 P1、P2 两个滑动头，与 P1 相连的金属细杆可在被固定的竖直 光滑绝缘杆 MN 上保持水平状态，金属细杆与托盘相 连．金属细杆所受重力忽略不计，弹簧处于原长时 P1 刚好指向 A 端，若 P1、P2 间出现电压时，该电压经过 放大通过信号转换器后在显示屏上显示出质量的大 小．已知弹簧的劲度系数为 k，托盘自身质量为 m0， 电源的电动势为 E，电源 的内阻忽略不计，信号放 大器、信号转换器和显示 器的分流作用忽略不计.求： (2)在托盘上放有质量为 m 的物体时 P1 距 A 端的距离 x2；
(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 阻值/Ω 弱 中 强 无光照射
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．
3．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)在做光敏实验时，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进行欧姆调零.
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．
见解析
热 点 热点一
热敏电阻的特性及应用
试题
如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的 滑动变阻器，阻值为 R，长度为 L，两边分别有 P1、 P2 两个滑动头，与 P1 相连的金属细杆可在被固定的竖 直光滑绝缘杆 MN 上保持水平状态，金属细杆与托盘 相连．金属细杆所受重力忽略不计，弹簧处于原长时 P1 刚好指向 A 端，若 P1、P2 间出现电压时，该电压经 过放大通过信号转换器后在显示屏上显示出质量的大 小．已知弹簧的劲度系数为 k，托盘自身质量为 m0， 电源的电动势为 E，电源 的内阻忽略不计，信号放 大器、信号转换器和显示 器的分流作用忽略不计.求： (1)托盘上未放物体时在托 盘的自身重力作用下 P1 距 A 端的距离 x1；Fra bibliotek试题解析
(2)如图所示，当 1、2 两端所加电压上升至 2 V
热点二
光敏电阻的特性及应用
热点三 创新实验设计
(2) 根据串联电阻的正比分 时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列 压关系，E＝3 V，当照度降 器材设计一个简单电路， 给 1、 2 两端提供电压， 低至 1.0 lx 时，其电压升至 要求当天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时启动照明 2 V，由图线知，此时光敏 电阻 RG＝20 kΩ， URG＝2 系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控 V，串联电阻分压 UR＝1 V， 制开关对所设计电路的影响) UR G R G RG 由 ＝ ＝ 2 得 R ＝ ＝ 提供的器材如下： UR R 2 10 kΩ，故选定值电阻 R1， 光敏电阻 RG(符号 ， 电路原理图如图所示． 阻值见上表)；
解析
(2)放上重物重新平 衡后 m0g＋mg＝kx2，x2 m＋m0g ＝ k .
热点二
光敏电阻的特性及应用
热点三 创新实验设计
m＋m0g k
热 点 热点一
热敏电阻的特性及应用
试题
如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的 滑动变阻器，阻值为 R，长度为 L，两边分别有 P1、P2 两个滑动头，与 P1 相连的金属细杆可在被固定的竖直 光滑绝缘杆 MN 上保持水平状态，金属细杆与托盘相 连．金属细杆所受重力忽略不计，弹簧处于原长时 P1 刚好指向 A 端，若 P1、P2 间出现电压时，该电压经过 放大通过信号转换器后在显示屏上显示出质量的大 小．已知弹簧的劲度系数为 k，托盘自身质量为 m0， 电源的电动势为 E，电源 的内阻忽略不计，信号放 大器、信号转换器和显示 器的分流作用忽略不计.求： (3)在托盘上未放物体时通 常先校准零点，其方法是调节 P2，从而使 P1、P2 间的 电压为零，校准零点后将被称物体放在托盘上．试推导 出被称物体的质量 m 与 P1、 P2 间电压 U 的函数关系式．
(1)实验步骤 ①将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如右图所示电路连接好，其中多 用电表置于“×100”的欧姆挡． 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观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值，并记录．
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、 滑动变阻器、开关、导线等.
1．研究热敏电阻的热敏特性 (1)实验步骤 ①按右图所示连接好电路，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出的热敏电阻的阻值． 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．
小
热点二
光敏电阻的特性及应用
热点三 创新实验设计
低， 电路中电流将变________(选填“大” 或“小”)．
热 点 热点一
热敏电阻的特性及应用
试题
解析
(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换 (2) 由 (1) 的分析知，温度 成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻 越高，电流越大，25 ℃ 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 故在 20 ℃ 的刻度的右 右 ________(选填“左”或“右”)侧．
解析
(3) 设电路中的电流 为 I，则 E＝IR， 设 P1、P2 间的电阻 为 Rx，距离为 x，则 Rx x U ＝ IRx ， R ＝ L ， x ＝x2－x1，解得 m＝ kL gEU.
热点二
光敏电阻的特性及应用
热点三 创新实验设计
kL m＝gEU
照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/kΩ
75
40
28
23
20
18
热点三 创新实验设计
(1)根据表中数据，请在下图给定的坐标系 特点： 光敏电阻的阻值随 中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明 光照度的增大非线性减 阻值随照度变化的特点． 小．
见解析
热 点 热点一
热敏电阻的特性及应用
的刻度应对应较大电流，
热点二
光敏电阻的特性及应用
侧．
(3)电路如图所示．
热点三 创新实验设计
(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．
(3)图见解析
热 点 热点一
热敏电阻的特性及应用
试题
解析
热点二
光敏电阻的特性及应用
为了节能和环保，一些公共场所使用光控 (1) 光敏电阻的阻值随光 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 照度变化的曲线如图所 度而发生变化的元件 (照度可以反映光的 示． 强弱， 光越强照度越大， 照度单位为 lx)． 某 光敏电阻 RG 在不同照度下的阻值见下表：
实验十一 传感器的简单使用
1．实验目的 (1)探究热敏电阻、光敏电阻的特性，了解传感器的工作原理． (2)了解传感器在技术上的应用．
2．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右图表示：
热 点 热点一
热敏电阻的特性及应用
试题
解析
利用负温度系数热敏电阻制作的热传感 (1) 因为负温度系数热敏
电阻增 器，一般体积很小，可以用来测量很小范 电阻温度降低时，
围内的温度变化，反应快，而且精确度高． 大，故电路中电流会减 (1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电 小． 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
(2)数据处理 ①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 1 2 3 4 5 6
温度/°C
电阻/Ω
②在右图坐标系中，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