2021高考物理（选择性考试）人教版一轮学案：第十一章 实验11　传感器的简单使用 WORD版含解析.DOCX

1、实验11传感器的简单使用1实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察2实验器材半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水3实验步骤(1)按图连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；(2)把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；(3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；(4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录4.数据处理在图坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线5实验结论热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大6注意事项实验

2、时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温1实验原理闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察2实验器材光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源3实验步骤(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好，其中多用电表置于“100”挡；(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)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录；(4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录4数据处理根据记录数据分析光敏电阻的特性5实验结论(

3、1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；(2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量6注意事项(1)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来达到实验目的；(2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零考点一 常规实验(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图甲(2)实验的主要步骤：正确连接电路，

4、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，记录_、_，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据(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Rt关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的Rt关系式R_t()(保留三位有效数字)图乙解析：(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(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(3)从题图中取相距较远的两个特殊点，代入RR0kt计算，有120R

5、050k，104R010k，解得R0100 ，k0.400，故该热敏电阻的Rt关系式为R1000.400t(). 答案：(1)见解析(2)电压表电压值温度计示数(3)1000.400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象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象法，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考点二 创新实验实验装置图示创新角度分析甲乙(1)利用电阻箱根据等效法测量热敏电阻的阻值(2

6、)描点连线画图象，利用图象数据根据欧姆定律求解(3)读出电阻箱阻值，根据图象得出温度(1)根据热敏电阻的特点设计报警系统(2)根据欧姆定律计算，然后选择滑动变阻器甲乙(1)用电压传感器、电流传感器替代电压表和电流表(2)设计一个电路既考查小灯泡伏安特性曲线又考查测电源电动势和内阻(2018全国卷)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 80 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 (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 00

7、0 )；电阻箱R2(阻值范围0999.9 )；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.图(a)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R2t数据见下表t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：(1

8、)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到_(选填“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；图(b)图(c)(3)由图(b)可得到RT在25 80 范围内的温度特性当t44.0 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)滑动变阻器是限流式接法，S1闭合前，滑片应置于使滑动变阻器连入电路的阻值最大的位置，即b端(2)由题给数据描完点后，观察这些点的分布规律，应画一条平滑曲线，让尽可能多的点落在线上，不在线上的点要均匀分布在线的两侧(3)由R2-t图线知，当t44.0 时

9、，RT450 .(4)电阻箱的读数为(61002100100.1)620.0 ，由R2-t图象知，当R2620.0 时，t33.0 .答案：(1)b(2)如图所示(3)450(4)620.033.0本题利用电压表测出R-t图象，电阻箱直接读出示数，本方案更方便和快捷1.(多选)(2019江苏南通模拟)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

10、次高电压就计数一次解析：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错误答案：BD2(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UI关系图线图甲图乙(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

11、该实验的电路图图丙(2)如果将该小灯泡接入图丙所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3 A，电源电动势为3 V则此时小灯泡的电功率为_W，电源的内阻为_. 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，描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，如图(a)所示(a)(2)由题图甲可知，通过灯泡的电流是0.3 A时，灯泡两端的电压是2.3 V，则灯泡的功率PUI2.30.3 W0.69 W；电源电动势是3 V，过点(0.3 A，2.3 V)和纵轴上3 V的点作一直线，该直线是电源的UI图像，如图(b)所示该直线斜率绝对值

12、等于电源的内阻r 2.33 .(b)答案：(1)A实验电路图见解析(2)0.69(0.660.72均可)233(2.002.67均可)3(2016全国卷)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

13、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_(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_.将开关向_(选填“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：(2)由R1 800 可知，滑动变阻器应选R2.(3)电阻箱的电阻值应调为热敏电阻在60 时的阻值

14、，即650.0 .滑动变阻器的滑片应置于b端，使开关接通后回路中电流最小，以保护报警器，即防止因过载而损坏报警器应将开关向c端闭合，然后对系统进行调节答案：(1)连线如图所示(2)R2(3)650.0b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4如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小，R为电阻箱，最大阻值为999.9 ；S为开关已知RT在95 时的阻值为150 ，在20 时的阻值约为550 .现要求在降温过程中测量在9520 之间的多个温度下RT的阻值(1)在图中画出连线，完

15、成实验原理电路图(2)完成下列实验步骤中的填空：a依照实验原理电路图连线b调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 .c将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全d闭合开关调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录_e将RT的温度降为T1(20 T195 )；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_f温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1_g逐步降低T1的数值，直至20 为止；在每一温度下重复步骤ef.解析：(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应为与热敏电阻串联(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等.95 和T1时对应的电路的总电阻相等，有150

16、R0RT1R1，即RT1R0R1150 .答案：(1)实验原理电路图如图所示(2)电阻箱的读数R0仍为I0电阻箱的读数R1R0R1150 5热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整已知常温下待测热敏电阻的阻值约45 .将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 )、直流电压表(内阻约5 k)、滑动变阻器(020 )、开关、导线若干(1)画出实验电路图；(2)根据电路图，在如图所示的实物图上连线；(3)简要写出完成

17、接线后的主要实验步骤解析：常温下待测热敏电阻的阻值(约45 )较小，应该选用电流表外接法热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器选用分压式(1)实验电路如图所示(2)根据电路图，连接实物图如图所示(3)完成接线后的主要实验步骤：往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读出温度计值；调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；重复和，测量不同温度下的数据；绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线答案：见解析6(2019郑州模拟)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻Rx和定值电阻R0接在9 V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：光

18、强E/cd12345电阻值/18963.6“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd)(1)当光照强度为4坎德拉(cd)时光敏电阻Rx的大小为_.(2)其原理是光照增强，光敏电阻Rx阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升若电源电压不变，R0是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是_(填序号)ABCD(3)现已知定值电阻R0为12 ，用电压表测得光敏电阻两端的电压为3 V，则此时光照强度为多少？解析：(1)由表格数据可知，光敏电阻Rx与光强E的乘积均为18 cd不变，则当E4 cd时，光敏电阻的阻值：Rx4.5 .(2)由题意可知，光敏电阻Rx与定

19、值电阻R0串联连接，光照增强时，光敏电阻 Rx阻值减小，电路中的总电阻减小，由I可知，电路中的电流增大，由UIR可知，R0两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以Rx两端的电压减小，反之，光照减弱时，光敏电阻Rx阻值增大，R0两端的电压减小，Rx两端的电压增大，则玻璃并联在R0两端时不符合，玻璃并联在Rx两端时符合，故A项错误，C项正确；若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，故B、D项错误(3)当R012 ，光敏电阻两端的电压Ux3 V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，R0两端的电压：U0UUx9 V3 V6 V，因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流I，即，解得：Rx6 ，此时光照强度E3 cd.答案：(1)4.5(2)C(3)3 cd