2022-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí) 傳感器的簡(jiǎn)單使用課件(重點(diǎn)難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)核心熱點(diǎn)經(jīng)典考點(diǎn))

傳感器的簡(jiǎn)單使用熱敏電阻的特性1.實(shí)驗(yàn)原理閉合電路歐姆定律,用

表進(jìn)行測(cè)量和觀察.2.實(shí)驗(yàn)器材半導(dǎo)體熱敏電阻、多用電表、

、鐵架臺(tái)、燒杯、涼水和熱水.歐姆溫度計(jì)一圖13.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖1連接好電路；(2)把多用電表置于

擋,并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y(cè)出燒杯中沒(méi)有水時(shí)熱敏電阻的阻值,并記下溫度計(jì)的示數(shù)；(3)向燒杯中注入少量的冷水,使熱敏電阻浸沒(méi)在冷水中,記下

和多用電表測(cè)量的熱敏電阻的阻值；(4)將熱水分幾次注入燒杯中,測(cè)出不同溫度下熱敏電阻的阻值,并記錄.歐姆溫度計(jì)的示數(shù)4.數(shù)據(jù)處理在圖2坐標(biāo)系中,粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線.5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而

,隨溫度的降低而

.6.注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí),加熱水后要等一會(huì)兒再測(cè)熱敏電阻阻值,以使電阻溫度與水的溫度相同,并同時(shí)讀出水溫.減小增大圖2光敏電阻的特性1.實(shí)驗(yàn)原理閉合電路歐姆定律,用

表進(jìn)行測(cè)量和觀察.2.實(shí)驗(yàn)器材光敏電阻、多用電表、

、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、電源.歐姆二小燈泡3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動(dòng)變阻器按圖3所示電路連接好,其中多用電表置于“×100”擋；(2)先測(cè)出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值,并記錄數(shù)據(jù)；圖3(3)打開(kāi)電源,讓小燈泡發(fā)光,調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮,觀察多用電表表盤指針顯示光敏電阻阻值的情況,并記錄；(4)用手掌(或黑紙)遮光時(shí),觀察多用電表表盤指針顯示光敏電阻阻值的情況,并記錄.4.數(shù)據(jù)處理根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性.5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值

；(2)光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為

這個(gè)電學(xué)量.6.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中,如果效果不明顯,可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中,并通過(guò)蓋上小孔改變照射到光敏電阻上的光的多少來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?2)歐姆表每次換擋后都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零.很小電阻溫度傳感器的應(yīng)用命題點(diǎn)一例1

現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60℃時(shí),系統(tǒng)報(bào)警.提供的器材有：熱敏電阻,報(bào)警器(內(nèi)阻很小,流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警),電阻箱(最大阻值為999.9Ω),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000Ω),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000Ω),單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干.在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié),已知U約為18V,Ic約為10mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20mA時(shí),報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60℃時(shí)阻值為650.0Ω.(1)在圖4中完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線.圖4答案見(jiàn)解析圖解析先用電阻箱替代熱敏電阻,連接成閉合回路進(jìn)行調(diào)試.電路圖連接如圖所示.(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器_____(填“R1”或“R2”).R2(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)：①電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為_(kāi)_______Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片置于______(填“a”或“b”)端附近,不能置于650.0b另一端的原因是______________________________________________________.接通電源后,流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)超過(guò)20mA,報(bào)警器可能損壞解析當(dāng)熱敏電阻阻值達(dá)到650.0Ω時(shí),報(bào)警器就會(huì)報(bào)警,用電阻箱替代熱敏電阻進(jìn)行調(diào)節(jié),應(yīng)把電阻箱的阻值調(diào)到650.0Ω.若接通電源后電路中的電流過(guò)大(超過(guò)20mA),報(bào)警器就會(huì)損壞,電流越小越安全,所以為了電路安全,閉合開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)置于b端.②將開(kāi)關(guān)向______(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,直至_______________.c報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警解析用電阻箱替代熱敏電阻進(jìn)行調(diào)試,應(yīng)將開(kāi)關(guān)向c端閉合,開(kāi)關(guān)閉合后要減小電路中的電阻直至報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警.(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,將開(kāi)關(guān)向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用.變式1某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性.現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測(cè)熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等.(1)若用上述器材測(cè)量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性,請(qǐng)你在實(shí)物圖5上連線.圖5(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①正確連接電路,在保溫容器中注入適量冷水,接通電源,調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；②在保溫容器中添加少量熱水,待溫度穩(wěn)定后,閉合開(kāi)關(guān),______________,_______________,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；③重復(fù)第②步操作若干次,測(cè)得多組數(shù)據(jù).答案如圖所示讀取溫度計(jì)示數(shù)讀取電壓表示數(shù)(3)實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值,并據(jù)此繪得圖6所示的R－t關(guān)系圖線,請(qǐng)根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R－t關(guān)系式：R＝________＋________t(Ω).圖61000.4光電傳感器的應(yīng)用命題點(diǎn)二例2為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng).光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制,光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱,光越強(qiáng)照度越大,照度單位為lx).某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(kΩ)754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D7甲所示的坐標(biāo)系描繪出阻值隨照度變化的曲線,并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn).圖7答案見(jiàn)解析解析光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線如圖(a)所示,光敏電阻的阻值隨照度的增大而減小.(2)如圖乙所示,當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí),控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng).請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路,給1、2兩端提供電壓,要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng),在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻RP(符號(hào)

,阻值見(jiàn)上表)；直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R1＝10kΩ,R2＝20kΩ,R3＝40kΩ(限選其中之一,并在圖中標(biāo)出)；開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干.答案見(jiàn)解析變式2

一臺(tái)臭氧發(fā)生器P的電阻為10kΩ,當(dāng)供電電壓等于24V時(shí)能正常工作,否則不產(chǎn)生臭氧.現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動(dòng)消毒裝置,要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧,在黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧,擬用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制,R1的阻值在有光照時(shí)為100Ω,黑暗時(shí)為1000Ω,允許通過(guò)的最大電流為3mA；電源E的電動(dòng)勢(shì)為36V,內(nèi)阻不計(jì)；另有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2,阻值為0～100Ω,允許通過(guò)的最大電流為0.4A；還有一個(gè)開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號(hào)如圖8所示.圖8設(shè)計(jì)一個(gè)滿足上述要求的電路圖,圖中各元件要標(biāo)上字母代號(hào),其中滑動(dòng)變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B(電路圖畫在虛線框內(nèi)).答案如圖所示

解析因滑動(dòng)變阻器最大阻值100Ω遠(yuǎn)小于臭氧發(fā)生器P的電阻10kΩ,應(yīng)該采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法,有光照時(shí)P能正常工作,無(wú)光照時(shí)P不工作.例3

某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置,實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖9所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當(dāng)繼電器的電流超過(guò)15mA時(shí),銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實(shí)現(xiàn)溫控.繼電器的電阻約20Ω,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示.t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1圖9(1)提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源E1(3V,內(nèi)阻不計(jì))、電源E2(6V,內(nèi)阻不計(jì))、滑動(dòng)變阻器R1(0～200Ω)、滑動(dòng)變阻器R2(0～500Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0～999.9Ω)、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干.為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30～80℃之間任一溫度的控制,電源E應(yīng)選用_____(選填“E1”或“E2”),滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”).E2R2解析若實(shí)現(xiàn)對(duì)30℃溫度的控制,繼電器和Rt兩端的電壓U＝0.015×(20＋199.5)V≈3.29V,因此符合要求的電源為E2.若實(shí)現(xiàn)對(duì)80℃溫度的控制,對(duì)全電路有E＝I(R繼＋Rt＋R),即6V＝0.015A×(20Ω＋49.1Ω＋R)解得R＝330.9Ω,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2.(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路不工作.某同學(xué)為排查電路故障,用多用電表測(cè)量各接點(diǎn)間的電壓,則應(yīng)將如圖10所示的選擇開(kāi)關(guān)旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”).圖10C解析因電路中有電源,排查電路故障應(yīng)選用多用電表的直流電壓擋,故選C.(3)合上開(kāi)關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查.在電路圖中,若只有b、c間斷路,則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時(shí)指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),接入a、c時(shí)指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”).不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)解析只有b、c間斷路,表筆接入a、b間時(shí),電表與電源之間形不成閉合電路,則電表指針不偏轉(zhuǎn),表筆接入a、c時(shí),能形成閉合電路,電表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時(shí)被吸合,下列操作步驟的正確順序是____________.(填寫各步驟前的序號(hào))①將熱敏電阻接入電路②觀察到繼電器的銜鐵被吸合③斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將電阻箱從電路中移