- 2021-05-22 发布 |
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文档介绍
【物理】2019届一轮复习人教版实验传感器的简单应用学案
剑指2019年高考物理的13个抢分实验 实验12.1 传感器的简单应用 抢分精讲 【高考导航】 抢分题型 ◎题型1 热敏电阻的原理及应用 ◎题型2 光敏电阻传感器的应用 ◎题型3 传感器在实验中的应用 实验目的 1.认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件。 2.了解传感器在技术上的简单应用。 实验原理 (1)传感器是将它感受到的信号(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。 (2)其工作过程如图实Ⅺ-1所示: 题型1 热敏电阻的原理及应用 例1 用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT,在给定温度范围内,其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图实Ⅺ-6虚线框内所示的电路,以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的,且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计,他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值,测量电路如图实Ⅺ-7所示,图中的电压表内阻很大。RL的测量结果如下表所示。 回答下列问题: (1)根据图实Ⅺ-6所示的电路,在图实Ⅺ-7所示的实物图上连线。 (2)为了检验RL与t之间近似为线性关系,在图实Ⅺ-8上作RL-t关系图线。 (3)在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数如图实Ⅺ-9甲、乙所示。电流表的读数为 ,电压表的读数为 。此时等效电阻RL的阻值为 ;热敏电阻所处环境的温度约为 。 答案 (1)连线如图所示 (2)RL-t关系图线如图所示 (1) 根据数据描出点,连接成直线,图象如下所示。 分析: (1)根据原理图连接即可,注意电表的正负极不要和电源连反了. (2)用直线将在坐标上描述的点连接,直线尽量多穿过点. (3)从电表中读出电压和电流表示数,然后根据欧姆定律求出等效电阻阻值,结合图象可求出此时的温度. 题型2 光敏电阻传感器的应用 例2 为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx)。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表: 照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18 (1)根据表中数据,请在给定的坐标系(图实Ⅺ-10)中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点。 (2)如图实Ⅺ-11所示,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图。 (不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下: 光敏电阻RP(符号 ,阻值见上表); 直流电源E(电动势3 V,内阻不计); 定值电阻:R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出) 开关S及导线若干。 答案 见解析 解析 (1)光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图所示。 故选定值电阻R1,电路原理图如图所示。 题型3 传感器在实验中的应用 例3 利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图实Ⅺ-12甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线。 (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0 10 Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0 100 Ω)、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该实验的电路图。 (2)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中,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 Ω。 答案 (1)A 实验电路图如图所示 (2)0.69(0.66 0.72均可) 2.33(2.00 2.67均可) 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,电路图如图1所示; 该直线斜率绝对值等于电源的内阻r=△U/△I=(3V−2.3V)/0.3A≈2.3Ω, 查看更多