2019版高考物理总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

1、实验十二 传感器的简单使用、研究热敏电阻的热敏特性、研究光敏电阻的光敏特性实验基础梳理紧抓教材落实基础f实验原理-f实验器材卜闭合电略的欧姆定律”用欧姆表进行测 鈕利观察NTE热敏电阻*多用电表+温度计，饶杯、凉水和热水心）按图所示连接好电路，将热顒电阻绝 缘处理应）把滾府电态国于“欧姆”画.并选择 适出的靖程测岀烧林中没冇热水时热敏 电徂的阻值.并记卜温麼计的示数（.旳向烧杯屮注入少竜的播水、使热敏迪 阻屁汽在待水屮记卜亠温度片的示数和 多用电表测址的热敏电阻购阻口将热水分几次注入烧杯中,测出不同 偶處下恐敏屯阻的阻值.井记录数据业理一在如圈坐标系中粗略崗出热蠟电阻的 阻值腿温度变化的图线,

2、_-_,热墩电阻的阻值随温度的升高而减少 实验结论-随温度的降低而増犬.半甲体热航也阻也町以用作温度传感器2光敏电阻，冬ttl屯表、小灯泡,滑动变阻器、 辱线将光敏电阻、多用电表-小灯泡、滑 动变RI鹉如却所示连按好电路*K11参用电表置于mxr挡 先测出准空内自然光的照射I光敏 电阻的阻值，井记录数据口打开电源.让小灯泡岌光.凋节小 灯泡的亮度使之逐渐变克.观嫖崔盘 指汁显示电阻阻值的情况、并记杲J敎据处理-根据记录蠶据分析洸敏电阻的特性光敏电R1在暗环境F电吧值很大*强光照 射下电齟値很小光瞰电齟泄酸把光照強弱这0光哮书转題 为电阻这个电学肢注意事项1.在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再

3、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。实验热点突破!ti“: if : “豐薙粧荼于客輩岳彼f热点一教材原型实验【例 1】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”）。上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度

4、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 20C（如图 1 甲所示）,则 25C的刻度应在 20C的 刻度的_（填“左”或“右”）侧。裡原理J-闭合电略的欧姆定律*用欧姆表进行测呈 和规察（4】测锂用戶知哎黑纸鹿光时的电阻 值,并记录实验结论实验器材卜屮乙3图 1（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 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，25C的刻度应对应较大电流，故在20C的刻度的右侧。（3）如图所示。配右粘度刻度的电流表-热皺电

5、阻 -r答案小（2）右（3）见解析【变式训练 1】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 2 甲所示的电路进行实验，得出两种UI图线，如图乙所示。图 2（1）根据UI图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为 _Q,强光照射时电阻为_ Q ;若实验中所用电压表的内阻约为5 kQ,毫安表的内阻约为 100Q，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。4解析（1）光敏电阻的阻值随光照的

6、增强而减小，结合图乙知正常光照射时R=U=I12.4 VU20.8 V0.8X10 -3A=3 000Q，强光射时 艮=匚=4.0X10 -3A=200。 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5准确。答案（1）3 000200（2）强光照射时 外接热点二实验拓展创新【例 2】（2016 全国卷I,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 60C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Ic时就会报警），电阻箱（

7、最大阻值为 999.9Q），直流电源（输出电压为U,内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值为 1 000 Q ），滑动变阻器 R（最大阻值为 2 000 Q ），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,lc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60C时阻值为 650.0Qo（1）在图 3 中完成待调节的报警系统原理电路图的连线。热敏业阻电路中应选用滑动变阻器 _ （填“R”或“ R ）o（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_Q ;滑动

8、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）电路图如答案图。UU=18 V,通过报警器的电流 10 mACIcw20 mA 故电路中总电阻R=，即 900QRc1Ic800Q，故滑动变阻器选氐电源滑动变6热敏电阻为 650.0Q时，报警器开始报警，电阻箱的阻值也应为650.0Q，实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直到报警器开始报警。为防止通过报警器电流过大，造成报警器烧坏，应使滑动变阻器的滑片置

9、于b端。7R2（3）650.0b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c报警器开始报警【变式训练 2】（2017 江苏单科，11）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 4 甲所示，继电器与热敏电阻R、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过 1 5 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20Q,热敏电阻的阻值R与温度t的关系如下表所示。t/C30.040.050.060.070.080.0R/Q199.5145.4108.181.862.949.1（1）提供的实验器材有：电源 E（3 V,内阻不计）、电源吕（6 V,

10、内阻不计）、滑动变阻器R（0200 Q ）、滑动变阻器 艮（0500 Q）、热敏电阻Ft、继电器、电阻箱（0999.9 Q）、开关 S 导线若干。为使该装置实现对3080C之间任一温度的控制，电源E应选用 _ （选填“E”或“巳”），滑动变阻器R应选用_（选填“R”或“ R/）。图 4（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，则应将如图乙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。在图甲中，若只有b、c间断路，则应发现答案（1）如图所示T1-很警狀电源1L=Lr|i pt-JfE,K准电器|

11、l/丿卫L i？热触电阻甲8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”）。 排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为_。(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108.1Q解析(1)为保持继电器的灵敏度，即电路中的电流易超过15 mA,应选电动势大的电源E2；E2当温度为 80C时，滑动变阻器接入电路的最小电阻为R=-R= 350.9Q,故滑动变阻器应选R。(2) 因电路中有电源，

12、排查电路故障应选用多用电表的直流电压挡，故选C。(3) 只有b、c间断路，表笔接入a、b间时，电表与电源之间形不成闭合电路，则电表指针不偏转，表笔接入a、c间时，能形成闭合电路，电表指针发生偏转。欲使衔铁在 50C被吸合，由表中数据可知，此时热敏电阻的阻值为108.1Q,操作步骤应是先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Q,闭合开关，调节滑动变阻器的阻值，观察继电器的衔铁被吸合，然后断开开关，将电阻箱从电路中移除，再将热敏电 阻接入电路原位置，故步骤顺序应为答案 E2R(2)C(3)不偏转 偏转(4) 高考模抑演练I对接离君亨演练提升:1.(2018 平顶山模拟)传感器是一种采

13、集信息的重要器件。如图5 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50C时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是9针向右偏转。当待测压力增大时()图 5A.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FrS解析 当待测压力增大时，电容器板间距离减小，由o= 4nkd知，电容器的电容增大，选项

14、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，选项 B C 错误，D 正确。答案 D2.如图6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IU关系曲线图。图 6(1)为了通过测量得到如图6 所示IU关系的完整曲线，如图7 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 9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100Q)图 710(2)在图 c 所示的电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为 70 mA,定值电阻R= 250Q。则热敏电阻两端的电压为 _V;电阻F2的阻值为 _