2027届新高考物理热点精准复习 利用传感器制作简单的自动控制装置

2027届新高考物理热点精准复习利用传感器制作简单的自动控制装置实验基础·必备工作原理操作要求注意事项1.传感器的工作原理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)。1.在做热敏电阻的热敏特性实验时,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.常见的敏感元件的作用和特点敏感元件作用特点热敏电阻将

这个热学量转换为这个电学量一般情况下,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小金属热电阻将温度这个热学量转换为电阻这个电学量一般情况下,金属热电阻的阻值随温度的升高而增大光敏电阻将

这个光学量转换为

这个电学量一般情况下,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小霍尔元件将

这个磁学量转换为

这个电学量对于某个确定的霍尔元件,它的厚度d、霍尔系数k为定值,如果保持电流I恒定,则霍尔电压UH就与磁感应强度B成正比(2)准备好记录电阻与温度关系的表格(如下表)。2.光敏实验中,如果效果不明显,可将光敏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。温度电阻光照强度电阻磁感应强度电压次数123456温度/℃电阻/Ω(3)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,把记录的数据画在R-t图中,得到图像如图乙所示。(2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。(3)接通电源,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变化情况,并记录。(4)用手掌(或黑纸)遮住电阻,观察表盘指针显示的电阻阻值,并记录。(5)把记录的结果填入下表中,根据记录数据分析光敏电阻的特性。3.多用电表每次换挡后都要重新进行光照强度弱中强无光照射阻值/Ω(6)结论:光敏电阻的阻值被光照射时发生变化,光照增强时电阻变小,光照减弱时电阻变大。欧姆调零2.研究光敏电阻的光敏特性(1)将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示电路连接好,其中多用电表置于电阻“×100”挡。误差分析1.温度计读数带来误差。2.多用电表读数带来误差。

3.作R-t图像时的不规范易造成误差考点一教材原型实验实验技能·提升【典例1】(中等)(2024·浙江1月选考)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻Rt在不同温度时的阻值如下表。温度/℃4.19.014.320.0电阻/(102

Ω)22016010060温度/℃28.038.245.560.4电阻/(102

Ω)45302515某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E=3

V(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有3

kΩ、5

kΩ、12

kΩ三种可供选择)、控制开关和加热系统,设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于20

℃,现要求将室内温度控制在20～28

℃范围,且1、2两端电压大于2

V,控制开关开启加热系统加热,则应选择的电路是

,定值电阻R的阻值应选

kΩ;1、2两端的电压小于

V时,自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。

C

3

1.8考点二实验创新与拓展【典例2】(中等)如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置的托盘秤压在以O1为转动轴的杠杆上,杠杆左端压在压力传感器R上,R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。当质量等于分拣标准(0.15

kg)的苹果经过托盘秤时,杠杆对R的压力为2

N,调节可调电阻R0,使它两端电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁,此电压叫作放大电路的激励电压。放大电路中有保持电路,能够确保苹果在衔铁上运动时,电磁铁始终保持苹果在经过托盘秤时的状态。(1)当较大的苹果通过托盘秤时,R所受的压力较大,则阻值

(选填“较大”或“较小”)。

解析:(1)由题图乙可知,当较大苹果通过托盘秤时,R所受的压力较大,阻值较小。较小(2)自动分拣装置正常工作时,大于0.15

kg的苹果通过

(选填“通道A”或“通道B”)。

通道B解析:(2)大于0.15

kg的苹果通过托盘秤时,R0两端的电压达到放大电路的激励电压,使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁,苹果通过下面的通道B。(3)若电源电动势为5

V,内阻不计,激励电压为2

V:①为使该装置达到上述分拣目的,R0的阻值等于

kΩ(结果保留两位有效数字)。

20②某同学想利用一块电压表测出每个苹果的质量,电压表的示数随苹果质量的增大而增大,则电压表应该并联在电阻

(选填“R”“R0”或“电源”)两端。

R0解析:②电源电动势不变,随着苹果质量增大,R阻值减小,分压减小,R0分压增大,为了满足电压表的示数随苹果质量的增