高考物理总复习第十一章热学选修实验11传感器的简单使用

交变电流传感器第十章试验十一传感器简单使用1/27考纲要求考情分析命题趋势知道什么是传感器；知道光敏电阻和热敏电阻特征、作用；了解各种传感器工作原理.·北京卷，21(1)·江苏卷，4·江苏卷，7·全国卷，23·山东卷，23(2)高考对本试验考查主要侧重于以下二个方面：1．传感器性能了解；2.包括传感器应用电路设计或对抑制电路了解应用.2/27知识梳理·扎实基础关键考点·分层突破对应演练·迁移利用栏目导航3/27一、试验目标1．体会传感器在实际生活中应用；2．了解常见传感器工作特点，能够分析光控电路和温控电路工作原理．二、试验原理传感器能够将感受到物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量量(普通是电学量)，其工作过程是经过对某一物理量敏感元件将感受到信号按一定规律转换成便于利用电信号，转换后电信号经过对应仪器进行处理，就能够到达自动控制目标．知识梳理·扎实基础4/27三、试验器材热敏电阻，光敏电阻，多用电表，铁架台，烧杯，冷水，热水，小灯泡，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等．四、试验步骤1．研究热敏电阻热敏特征(1)如图所表示，将热敏电阻连入电路中，多用电表两只表笔分别与热敏电阻两端相连，烧杯中倒入少许冷水．5/27(2)将多用电表选择开关置于欧姆挡，选择适当倍率，并进行欧姆凋零．(3)待温度计示数稳定后，把测得温度、电阻值填入表中．(4)分几次向烧杯中倒入少许热水，测得几组温度、电阻值填入表中．(5)在坐标纸上，描绘出热敏电阻阻值R随温度t改变R－t图线.测量次数t/℃R/Ω123456(6)依据试验数据R－t图线，得出结论：热敏电阻阻值随温度升高而减小，随温度降低而增大．6/272．研究光敏电阻光敏特征(1)将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器按如图所表示电路连接好，其中多用电表置于欧姆“×100”挡．(2)先测出在室内自然光照射下光敏电阻阻值，并统计数据．(3)打开电源，让小灯泡发光，调整小灯泡亮度使之逐步变亮．观察表盘指针显示电阻阻值情况，并统计．7/27(4)观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻值又是多少，并统计．(5)把统计结果填入下表中，依据统计数据分析光敏电阻特征.光照强度弱中强无光照射电阻/Ω结论：光敏电阻阻值被光照射时发生改变，光照增强电阻变小，光照减弱电阻变大．8/273．光控开关(1)先把光敏电阻、发光二极管等电路元件按电路图接好(见原理图)．(2)调整可变电阻，使发光二极管(LED)不发光，然后减小照射到光敏电阻上光量，观察发光二极管发光情况．(3)调整可变电阻R，探究使LED发光规律．9/274．温度报警器(1)先把热敏电阻、蜂鸣器等电路元件按电路图接好(参考光控开关原理图)．(2)调整可变电阻，使蜂鸣器不发声，然后用热水使热敏电阻温度上升，达一定温度后就会发出警报声．(3)调整可变电阻R1阻值，观察报警温度改变．10/27考点1温度传感器[例1](·湖北武汉调研)对温度敏感半导体材料制成某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度改变是非线性．某同学将RT和两个适当固定电阻R1、R2连成图甲虚线框内所表示电路，以使该电路等效电阻RL阻值随RT所处环境温度改变近似为线性，且含有适当阻值范围．为了验证这个设计，他采取伏安法测量在不一样温度下RL阻值，测量电路如图甲所表示，图中电压表内阻很大．RL测量结果如表所表示．关键考点·分层突破11/27温度t(℃)30.040.050.060.070.080.090.0阻值RL(Ω)54.351.548.344.741.437.934.712/27回答以下问题：(1)依据图甲所表示电路，在图乙所表示实物图上连线．13/27(2)为了验证RL与t之间近似为线性关系，在图丙坐标纸上作RL－t关系图线．14/27(3)在某一温度下，电路中电流表、电压表示数如图丁所表示．电流表读数为__________，电压表读数为_______．此时等效电阻RL阻值为_______；热敏电阻所处环境温度约为_______.115mA5.00V43.5Ω64.0℃15/27解析：(1)依据电路连接实物图.16/27(2)依据数据描出点，作出直线.17/27考点2光电传感器[例2]为了节能和环境保护，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采取光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值伴随光照度而发生改变元件(照度能够反应光强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻RP在不一样照度下阻值以下表：(1)依据表中数据，请在如图甲所表示坐标系中描绘出阻值随照度改变曲线，并说明阻值随照度改变特点．照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)75402823201818/2719/2720/27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，而不能成为各点连线．光敏电阻阻值随照度改变曲线如图甲所表示，电阻阻值随光照度增大而减小．21/2722/27考点3力传感器[例3]用如图所表示装置能够测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动加速度．该装置是在矩形箱子前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成压力传感器．用两根相同轻弹簧夹着一个质量为2.0kg滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器液晶显示器上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b示数均为10N(取g＝10m/s2)．(1)若传感器a示数为14N，b示数为6.0N，求此时汽车加速度大小_________m/s2，方向________．(2)当汽车加速度方向向______________，大小为______m/s2时，传感器a示数为零．4.0m/s2向右以方向向左1023/2724/2725/27考点4电容式传感器[例4]如图所表示为一测定液面高低传感器示意图，A为固定导体芯，B为导体芯外面一层绝缘物质，C为