2022-2023年高考物理一輪復習 傳感器的簡單使用課件(重點難點易錯點核心熱點經(jīng)典考點)

傳感器的簡單使用熱敏電阻的特性1.實驗原理閉合電路歐姆定律,用

表進行測量和觀察.2.實驗器材半導體熱敏電阻、多用電表、

、鐵架臺、燒杯、涼水和熱水.歐姆溫度計一圖13.實驗步驟(1)按圖1連接好電路；(2)把多用電表置于

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

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

,隨溫度的降低而

.6.注意事項實驗時,加熱水后要等一會兒再測熱敏電阻阻值,以使電阻溫度與水的溫度相同,并同時讀出水溫.減小增大圖2光敏電阻的特性1.實驗原理閉合電路歐姆定律,用

表進行測量和觀察.2.實驗器材光敏電阻、多用電表、

、滑動變阻器、導線、電源.歐姆二小燈泡3.實驗步驟(1)將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動變阻器按圖3所示電路連接好,其中多用電表置于“×100”擋；(2)先測出在室內自然光的照射下光敏電阻的阻值,并記錄數(shù)據(jù)；圖3(3)打開電源,讓小燈泡發(fā)光,調節(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,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.實驗結論(1)光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強光照射下電阻值

；(2)光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為

這個電學量.6.注意事項(1)實驗中,如果效果不明顯,可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中,并通過蓋上小孔改變照射到光敏電阻上的光的多少來達到實驗目的；(2)歐姆表每次換擋后都要重新進行歐姆調零.很小電阻溫度傳感器的應用命題點一例1

現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng),要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60℃時,系統(tǒng)報警.提供的器材有：熱敏電阻,報警器(內阻很小,流過的電流超過Ic時就會報警),電阻箱(最大阻值為999.9Ω),直流電源(輸出電壓為U,內阻不計),滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω),滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω),單刀雙擲開關一個,導線若干.在室溫下對系統(tǒng)進行調節(jié),已知U約為18V,Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時,報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60℃時阻值為650.0Ω.(1)在圖4中完成待調節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線.圖4答案見解析圖解析先用電阻箱替代熱敏電阻,連接成閉合回路進行調試.電路圖連接如圖所示.(2)電路中應選用滑動變阻器_____(填“R1”或“R2”).R2(3)按照下列步驟調節(jié)此報警系統(tǒng)：①電路接通前,需將電阻箱調到一固定的阻值,根據(jù)實驗要求,這一阻值為________Ω；滑動變阻器的滑片置于______(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,流過報警器的電流會超過20mA,報警器可能損壞解析當熱敏電阻阻值達到650.0Ω時,報警器就會報警,用電阻箱替代熱敏電阻進行調節(jié),應把電阻箱的阻值調到650.0Ω.若接通電源后電路中的電流過大(超過20mA),報警器就會損壞,電流越小越安全,所以為了電路安全,閉合開關前滑片應置于b端.②將開關向______(填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至_______________.c報警器開始報警解析用電阻箱替代熱敏電阻進行調試,應將開關向c端閉合,開關閉合后要減小電路中的電阻直至報警器開始報警.(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變,將開關向另一端閉合,報警系統(tǒng)即可正常使用.變式1某實驗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、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計、開關和導線等.(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性,請你在實物圖5上連線.圖5(2)實驗的主要步驟：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,閉合開關,______________,_______________,斷開開關；③重復第②步操作若干次,測得多組數(shù)據(jù).答案如圖所示讀取溫度計示數(shù)讀取電壓表示數(shù)(3)實驗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關系圖線,請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R－t關系式：R＝________＋________t(Ω).圖61000.4光電傳感器的應用命題點二例2為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng).光控開關可采用光敏電阻來控制,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弱,光越強照度越大,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),請在圖7甲所示的坐標系描繪出阻值隨照度變化的曲線,并說明阻值隨照度變化的特點.圖7答案見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1、2兩端所加電壓上升至2V時,控制開關自動啟動照明系統(tǒng).請利用下列器材設計一個簡單電路,給1、2兩端提供電壓,要求當天色漸暗照度降低至1.0lx時啟動照明系統(tǒng),在虛線框內完成電路原理圖.(不考慮控制開關對所設計電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻RP(符號

,阻值見上表)；直流電源E(電動勢3V,內阻不計)；定值電阻：R1＝10kΩ,R2＝20kΩ,R3＝40kΩ(限選其中之一,并在圖中標出)；開關S及導線若干.答案見解析變式2

一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10kΩ,當供電電壓等于24V時能正常工作,否則不產(chǎn)生臭氧.現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置,要求它在有光照時能產(chǎn)生臭氧,在黑暗時不產(chǎn)生臭氧,擬用一個光敏電阻R1對它進行控制,R1的阻值在有光照時為100Ω,黑暗時為1000Ω,允許通過的最大電流為3mA；電源E的電動勢為36V,內阻不計；另有一個滑動變阻器R2,阻值為0～100Ω,允許通過的最大電流為0.4A；還有一個開關S和導線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如圖8所示.圖8設計一個滿足上述要求的電路圖,圖中各元件要標上字母代號,其中滑動變阻器兩固定接線柱端分別標上字母A、B(電路圖畫在虛線框內).答案如圖所示

解析因滑動變阻器最大阻值100Ω遠小于臭氧發(fā)生器P的電阻10kΩ,應該采用滑動變阻器的分壓式接法,有光照時P能正常工作,無光照時P不工作.例3

某同學通過實驗制作一個簡易的溫控裝置,實驗原理電路圖如圖9所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當繼電器的電流超過15mA時,銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實現(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)提供的實驗器材有：電源E1(3V,內阻不計)、電源E2(6V,內阻不計)、滑動變阻器R1(0～200Ω)、滑動變阻器R2(0～500Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0～999.9Ω)、開關S、導線若干.為使該裝置實現(xiàn)對30～80℃之間任一溫度的控制,電源E應選用_____(選填“E1”或“E2”),滑動變阻器R應選用________(選填“R1”或“R2”).E2R2解析若實現(xiàn)對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.若實現(xiàn)對80℃溫度的控制,對全電路有E＝I(R繼＋Rt＋R),即6V＝0.015A×(20Ω＋49.1Ω＋R)解得R＝330.9Ω,因此滑動變阻器應選R2.(2)實驗發(fā)現(xiàn)電路不工作.某同學為排查電路故障,用多用電表測量各接點間的電壓,則應將如圖10所示的選擇開關旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”).圖10C解析因電路中有電源,排查電路故障應選用多用電表的直流電壓擋,故選C.(3)合上開關S,用調節(jié)好的多用電表進行排查.在電路圖中,若只有b、c間斷路,則應發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”),接入a、c時指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”).不偏轉偏轉解析只有b、c間斷路,表筆接入a、b間時,電表與電源之間形不成閉合電路,則電表指針不偏轉,表筆接入a、c時,能形成閉合電路,電表指針發(fā)生偏轉.(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合,下列操作步驟的正確順序是____________.(填寫各步驟前的序號)①將熱敏電阻接入電路②觀察到繼電器的銜鐵被吸合③斷開開關,將電阻箱從電路中移