2020版高考物理总复习第十一章实验十二传感器的简单使用课件.pptx

实验十二 传感器的简单使用,实验基础,命题研析,实验基础 落实基础提炼精髓,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,加热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照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.,命题研析 突破常规注重创新,命题点一 常规实验,【典例1】 (2019福建龙岩模拟)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等. (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在如图(甲)所示的实物图上连线.,解析:(1)直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定,故只需要将电压表与电阻并联测量出电压即可,实物图连线如图.,答案:(1)见解析,(2)实验的主要步骤: 正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值; 在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关, , ,断开开关; 重复第步操作若干次,测得多组数据.,解析:(2)本实验要测量电阻值和温度值的关系.电阻要用欧姆定律计算,由于电流恒定且已知,故需测量电压和温度.,答案:(2)记录电压表电压值 温度计示数,(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘出如图(乙)所示的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式R= + t ().(保留三位有效数字),解析:(3)从图中取相距较远的两个特殊点,代入R=R0+kt计算,有120=R0+50k 104=R0+10k 解得R0=100 ,k=0.400 故该热敏电阻的R-t关系式为 R=100+0.400t().,答案:(3)100 0.400,方法技巧 解决传感器实验的主要方法 (1)在高中阶段关于传感器的实验主要侧重于实验电路的设计与连接、实验数据的处理或根据实验数据画图像. (2)实验电路一般采用滑动变阻器的分压或限流,电流表的内接或外接. (3)数据的处理一般是图像法,要充分利用好实验得到的数据获得实验结果. (4)连接实物图时,一般先将串联的主体电路连接好,然后连接并联的器材,最后一定要进行检查.,题组训练,1.(2019江苏南通模拟)(多选)如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图,图中虚线表示激光,圆柱体表示随传送带运动的货物,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是( ) A.当光照射R1时,信号处理系统获得高电压 B.当光照射R1时,信号处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次,BD,解析:激光照在光敏电阻R1上,信号处理系统与R1并联,其电压就是R1两端的电压,当货物挡光时R1阻值大,电压高,货物挡光一次,就计数(货物的个数)一次,所以B,D正确,A,C错误.,2.(2019湖北咸宁模拟)一些材料的电阻随温度的升高而变化.如图(甲)是由某金属材料制成的电阻R随温度t变化的图像,若用该电阻与电池(电动势E=1.5 V,内阻不计)、电流表(量程为5 mA,内阻不计)、电阻箱R串联起来,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,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.,(1)电流刻度较大处对应的温度刻度 (选填“较大”或“较小”); (2)若电阻箱阻值R=150 ,当电流为5 mA时对应的温度数值为 .,解析:(1)由题图(甲)可知,温度升高,电阻阻值增大,电路中电流减小,因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小.,(2)电流为5 mA时,电路总电阻为300 ,电阻箱阻值R=150 ,则R= 150 ,由题图(甲)得对应的温度为50 .,答案:(1)较小 (2)50,命题点二 创新实验,(1)利用电阻箱根据等效法测量热敏电阻的阻值. (2)描点连线画图像,利用图像数据根据欧姆定律求解. (3)读出电阻箱阻值,根据图像得出手心温度.,【典例2】(2018全国卷,23)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在2580 范围内某热敏电阻的温度特性.所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 时的阻值)为900.0 ;电源E (6 V,内阻可忽略);电压表V(量程 150 mV);定值电阻R0(阻值20.0 ),滑动变阻器R1 (最大阻值为1 000 );电阻箱R2(阻值范围0999.9 );单刀开关S1,单刀双掷开关S2.实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至 80.0 .将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数.逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 .实验得到的R2-t数据见下表.,回答下列问题: (1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到 (填“a”或“b”)端;,(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线; (3)由图(b)可得到RT在25 80 范围内的温度特性.当t=44.0 时,可得RT= ; (4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为 ,则手心温度为 .,解析:(1)闭合开关S1前,应让滑片移动到b端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大.,(3)由图像可知t=44.0 时,电阻的阻值为450 . (4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0 ,由图像可得温度约为33.0 . 答案:(1)b (2)如图所示,(3)450 (4)620.0 33.0,题组训练,1.(2016全国卷,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Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 ),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 ),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 ),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,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;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在 60 时阻值为650.0 .,(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: 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 ;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 . 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)报警系统电路连线如图所示.,解析:(3)电路接通前,电阻箱电阻应与热敏电阻的临界阻值一致,即为650.0 ,滑动变阻器滑片应置于b端附近,若滑片置于a端,电路接通后电流会超过20 mA,报警器可能损坏. 将开关向c端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使报警器开始报警.,答案:(1)见解析 (2)R2 (3)650.0 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 c 报警器开始报警,2.(2019江苏泰州模拟)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等.如图(甲)所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线.,(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010 )、滑动变阻器B(阻值范围0100 )、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 (选填“A”或“B”);请在图(乙)的方框中画出该实验的电路图.,解析:(1)为方便实验操作,滑动变阻器可以选A;小灯泡电阻较小,电流传感器应采用外接法