《高考备考指南 物理 》课件-实验十一　传感器的简单使用

交变电流传感器第十一章

实验十一传感器的简单使用(本实验对应系统用书P248)栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破知识梳理查漏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)并记录.(2)多次改变水的温度，测量水的温度和热敏电阻的阻值并记录在表格中.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，并观察表盘指针显示光敏电阻阻值的变化情况并记录.(4)用手掌(或黑纸)遮光，并观察表盘指针所显示电阻阻值的变化情况并记录.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命题点一教材标准实验变形例1

(2021年广东卷)某小组研究热敏电阻阻值随温度变化的规律.根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材.(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度变化的趋势.选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔________，调节欧姆调零旋钮使指针指向右边“0Ω”处.测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________.

减小短接(2)再按下图连接好电路进行测量.①闭合开关S前将滑动变阻器R1的滑片滑到______(填“a”或“b”)端.将温控室的温度设置为T，电阻箱R0调为某一阻值R01.闭合开关S，调节滑动变阻器R1使电压表和电流表的指针偏转到某一位置，记录此时电压表和电流表的示数、T和R01.断开开关S，再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端.闭合开关S，反复调节R0和R1使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同，记录此时电阻箱的阻值R02.断开开关S.

②实验中记录的阻值R01________(填“大于”“小于”或“等于”)R02，此时热敏电阻阻值RT=________.

R01-R02大于b

【解析】(1)选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接，欧姆表指针向右偏转的角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度的升高而减小.(2)①闭合开关S前应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端.②因两次电压表和电流表的示数相同，R01=R02+RT，即RT=R01-R02，可知R01大于R02.1.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：(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”).

350A、B端

2.(2020年全国卷Ⅲ)已知一热敏电阻的温度从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变化的关系，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)在下图所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图.如图所示(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毫安表的示数，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.

1.8

(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，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便触发报警器(图中未画出)报警.若要求开始报警时的环境温度为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).

R1

25.6~26.0都可1.2

命题点二实验创新迁移光电传感器的主要部件是光敏电阻或光电管.光敏电阻是一种半导体元件，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.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，如图所示.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启动(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.(均填“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它在天色较黑时才自动接通开关，应将R调________(填“大”或“小”)一些.

大低高大见解析图【解析】(1)非门电路的符号如图：(2)当天黑时，光敏电阻增大，两端间的电势差增大，输入非门的是低电压，J得到的是高电压.(3)为了让路灯在天色更暗时才自动接通开关，应使电阻R增大以使R分得的电压变大，使非门电路的输入端电压变大，继电器得到的电压变低，路灯不被点亮.1.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机、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________℃.

100(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