2020版物理高考新素养总复习讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案

1、2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-1 - / 9将光敏电阻、多用电表-小灯泡-滑 动变毗器如胡所示连按好电路*K11多用电表St于ttxKM）w挡先测出在空内自然光的照射卜光敏 电阳的阻值，并记录数据（衢打开电源.止小灯泡岌光.调节小 灯泡的売度使之逐渐变在现蜒左盘 指针显示电IW礼值的悄况、并记录2】测锂用F旬或黑纸）遮光时的电R1他并记录一数据见理）一根据记录数据分析比敏匝阻的特性光敏电航在暗环境F电肌值很大强光削 射下电阳值很小址瞰电肌陡够把光闻理騁这个朮讐帛转映 为电阻这个电学蜃注意事项1. 在做研究热敏电阻的热敏特性实验时， 加开

2、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。实验十二传感器的简单使用实验基础梳理一、研究热敏电阻的热敏特性紧抓教材夯实基础f实验原理卜实验器材卜闭合电蹄的欧姆定律.用欣姗表逬行测 鈕利观療NT匚热敏电阻*参用电表+温度计、晓杯.凉水和热水R】）按图所朮连接好电路，将热敬电肌绝 缘处理把參用电表雹T“欧姆”券.并选择 适当的呈程测岀烧杯屮没有水时热敏 吐附的阻值.并记卜亠温度计的示数（旳向烧杯屮注入少址的您水,使热敏电 阻电没在袴水中.记卜盜度汁的示数和 务用电表测量的热敏电阻的阻值爲热水分儿次注入烧杯中,测出不同 沁g下热敏电B1的阻他.井记录R/Ui数据外理-北如

3、图坐标系中粗略画出热敏电但的 阻值随温度变化的【割纯广山*、 热敏电阻的阻値阻溢度的升启i肿减小,实验结论-随温嗤的降低而增大半导体热敏电阻也町以用作温度传感器、研究光敏电阻的光敏特性闭合电蹄的欧姆定律*用欧姗表进行测母 利观察实验器材卜光敏电阻.裳用也表、小灯泡、滑动变阻曙、异线实验结论施验步骤;一2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-2 - / 92. 在做研究光敏电阻的光敏特性实验时，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调零。实验热克突破热点一 教材

4、原型实验命题角度o温度传感器【例 1】(2018 北京石景山区二模)某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性” 实验，实验室提供如下器材：热敏电阻 Rt(常温下约 8 kQ、温度计、电流表 A(量程 1 mA，内阻约 200Q、电压 表V(量程 3 V，内阻约 10 kQ、电池组 E(电动势为 4.5 V，内阻约 1Q、滑动变 阻器 R(最大阻值为 20Q、开关 S、导线若干、烧杯和水。图 1(1) 根据实验所提供的器材，设计实验电路，画在图1 甲所示的方框中。(2) 图乙是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请根据你所设计的实验电路，补充完成实物间的连线。(3) 闭合开关前，滑动变阻器的滑

5、动触头P应置于_ (填 a”或 b”端。实验小组利用完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的 R t-1图像如图 2 中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异。 除了偶然 误差外，关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法，下列说法中正确的是()2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-3 - / 9A. 电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大B. 电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小C. 温度升高到一定值后，电流表宜采用外接法D. 温度升高到一定值后，电流表宜采用内接法解析(1)本实验中要探究热敏电阻的温度特性曲线，

6、故滑动变阻器采用分压接法,同时热敏电阻阻值较大，故应采用电流表内接法；如图甲所示屮乙(2) 根据电路图连接实物图，如图乙所示。(3) 因当滑动触头打到 a 端时待测电路电压或电流为零，从而保护电流表，故答案 为 a。(4)由于电流表内接，电流表的分压使电压表读数大于热敏电阻两端的电压，故A正确；当温度升高到一定值后，电阻变小，则电流表应选用外接法，故C 正确。答案 见解析 见解析(3)a (4)AC命题角度因光电传感器【例 2】 小明同学为了测定某太阳能硅光电池组的电动势和内阻，设计了如图3图 2uR方2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-4

7、- / 9所示的电路，在一定光照条件下进行实验：2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-5 - / 9(2)将测量出来的数据记录在下表中，其中第4 组数据的电压如图 5 所示，则此时电压为_ V。a. 请在图 6 中描出第 4 组数据的点，作出该硅光电池组的 U- I 图线。b. 由 U I 图线知，该硅光电池组的电动势 E =_ V，电池组的内阻随其输出电流的变化而改变，在电流为 80 卩 A 时，该电池组的内阻 r =_kQ保留 3位有效数字)。解析(1)根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图甲所示。(2)由表中实验数据可知电压表最大测量值

8、为1.77 V,则电压表量程为 3 V，由图 5所示电压表可知，其分度值为 0.1 V，示数为 1.65 V。12345678U/V1.771.751.701.541.271.000.501/ 1A1230486068768086图 4硅光也池组2.(H5102( 49 )0 HUft图5(3)将这些数据在图 6 中描点，第 4 组数据还未描出。2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-6 - / 9a 把第四组数据标在坐标系内，根据坐标系内描出的点作出图像如图乙所示：2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二

9、和答案-7 - / 9b.由图线可知，该硅光电池组的电动势E= 1.80 V在电流为 80 卩时，由表格数据得到路端电压为 1.00 V,根据闭合电路欧姆定律,E-U 1.80- 1.004E二 u +Ir，解得：r二 p 二z6“10答案 所连的实物图见解析图甲1.65 （3）a 该硅光电池组的 U I 图线如图乙 b.1.8010.0热点二实验拓展创新命题角度 O 拓展实验一一设计温度报警器【例 3】（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

10、警），电阻箱（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 R1（最大阻值为 1 000Q）,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 ,lc约为 10 mA;流过报警器的电流 超过 20mA 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650.0 （1）在图 7 中完成待调节的报警系统原理电路图的连线。哇光电池如Z定源J稳比2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-8 - / 9(2) 电路中应选用滑动变阻

11、器 _(填 Ri”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_Q；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。解析(i)电路图如答案图。U = 18 V，通过报警器的电流 10 mA Ic 20 mA，故电路中总电阻 R=U，即 900OCRW1 800Q故滑动变阻器选 R2(3)热敏电阻为 650.0Q寸，报警器开始报警，电阻箱的

12、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于b 端答案(1)如图所示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 报警器开始报警命题角度 创新实验一一压力传感器的应用电源热敏业阻幵光S5沿动变昭器_1，_服込擀电诉14 L厝副变肌益热敏电阻2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-9 - / 9【例 4】 材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小。若图

13、 8 甲为某压敏电阻在室温下的电阻一压力特性曲线， 其中RF、Ro分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值。为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值 RF。请按要求完成下列实验。0 O.a （K4 G.f O.B 10 1.2冏冏（xlWM）（1）设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画 出实验电路原理图（压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4X102N0.8X102N，不考虑压力对电路其他部分的影响），要求误差较小，提供的器材如下：A. 压敏电阻，无压力时阻值 R0= 6 000QB. 滑动变阻器 R,全电阻阻值约 200QC. 电流表 A，量程 2

14、.5 mA，内阻约 30QD. 电压表 V，量程 3 V,内阻约 3 kQE. 直流电源 E,电动势 3 V，内阻很小F. 开关 S,导线若干正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是 1.33 mA，电 压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为 _ V。此时压敏电阻的阻值为 _Q;结合图甲可知待测压力的大小F 二_No （计算结果均保留 2 位有效数字）解析（1）根据题述对实验电路的要求，应该采用分压式接法、电流表内接的电路，原理图如图所示2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-10 - / 9(2) 根据电压表读数规则，电压表读

15、数为 2.00 V。(3) 由欧姆定律，此时压敏电阻的阻值为 RF=半一 RA1.5X103Q,詈=4,由题图 甲可知，对应的待测压力 F= 60 No答案 见解析图(2)2.00 (3)1.5X10360高考模K1演媒I1.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

16、度为20C(如图 9 甲所示)，则 25C的刻度应在 20C的刻度的_填“左”或“右”)侧。屮乙图 9(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。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。2020 版物理高考新素养总复习教科版讲义：第十一章+交变电流+传感器+实验十二和答案-11 - / 9答案小(2)右见解析2.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, 用如图 10 甲所示的电路进行实验，得出两种 U I 图线，如图乙所示。(1)根据 U I 图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为 _ ，虽光照射时电阻为_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