2022版高考物理一轮复习第11章交变电流传感器实验12传感器的简单使用

交变电流传感器第十一章实验十二传感器的简单使用知识梳理回顾1一、实验目的1．了解传感器的工作过程，探究敏感元件的特性．2．学会传感器的简单使用．二、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、温度计、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．三、实验步骤1．研究热敏电阻的热敏特性(1)将热敏电阻放入烧杯中的水中，测量水温和热敏电阻的阻值(如图甲所示)．(2)改变水的温度，多次测量水的温度和热敏电阻的阻值，记录在表格中．2．研究光敏电阻的光敏特性(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器连接好(如图乙所示)．其中多用电表置于“×100”Ω挡．(2)先测出在室内自然光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)用手掌(或黑纸)遮光时，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录．四、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．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.题点各个击破2例1

(2021届广州名校期中)图甲为热敏电阻的R－t图像．图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为10Ω.当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池电动势E＝9.0V，内阻可以不计．图乙中的“电源”是恒温箱加热器的电源．求：命题点一教材标准实验变形(1)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的值应调节为________Ω.(2)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)．【答案】(1)350

(2)A、B端1．(2020年全国卷Ⅲ)已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆．某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系，所用器材有电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100Ω)．(1)在如图所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图．(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和亳安表示数，计算出相应的热敏电阻阻值．若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(保留2位有效数字)．实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图甲所示．(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ.由图甲求得此时室温为_____℃(保留3位有效数字)．(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图乙所示．图中，E为直流电源(电动势为10V，内阻可忽略)．当图中的输出电压达到或超过6.0V时，便触发报警器(图中未画出)报警．若要求开始报警时环境温度为50℃，则图中________(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________kΩ(保留2位有效数字)．【答案】(1)如图(2)1.8

(3)25.6～26.0都可(4)R1

1.2(3)由图甲直接读得该电阻阻值为2.2kΩ时对应的温度为26℃.(4)温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少．而温度高时要求输出电压升高以触发报警，所以R1为热敏电阻．由图线可知，温度为50℃时，R1＝0.8kΩ，由欧姆定律可得E＝I(R1＋R2)，U＝IR2，代入数据解得R2＝1.2kΩ.光电传感器的主要部件是光敏电阻或光电管．光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，电阻较大导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，电阻变小导电性能变好．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量．路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用光电传感器的原理设计的．命题点二实验创新迁移例2某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路，天黑了让路灯自动接通；天亮了让路灯自动熄灭．图中RG是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著减小．R是可调电阻，起分压作用．虚线框内为“非”门电路，它能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号．J为路灯总开关控制继电器，它在获得高电压时才动作(图中未画路灯电路)．(1)在图中虚线框内画出“非”门符号．(2)当天黑时，RG变________，非门电路获得________电压，J得到________电压．(填“大”“小”或“高”“低”)(3)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置使得它在天色较黑时才自动接通开关，应将R调________(填“大”或“小”)一些．【答案】(1)见解析(2)大低高(3)大1．(2021年内蒙古名校月考)PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成．目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的．PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小；高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大．我们把这个设定的温度叫“居里点温度”．用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛．(1)家用固体电热灭蚊器就是使用PTC陶瓷电热组件制成的．图甲为其电阻随温度变化的图像．由图可知，该PTC材料的居里点温度为________℃.(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右．若它的温度高于165℃，电阻________，功率________，使其温度________(以上均填变化情况)；反之也能自动调节．因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能．(3)某同学利用PTC电阻设计了